Aulão BioS Enem FÍSICA PROF. FREDERICO VINHAL ( FREDÃO )
ENERGIA: CONCEITO Definir o conceito de energia é um pouco difícil, mas definir um determinado tipo de energia é uma tarefa mais fácil. Vamos definir o que é energia mecânica e os seus tipos de classificação.
Sempre que tivermos um objeto em movimento ou com a possibilidade de vir a realizar um movimento teremos associada uma certa quantidade de energia. Temos dois tipos de energia: cinética e potencial. A energia mecânica é dada pela SOMA desses dois tipos de energia:
ENERGIA CINÉTICA: Sempre que tivermos um objeto em movimento, teremos associado a este movimento uma certa quantidade de energia que é denominada energia cinética , portanto, podemos dizer que energia cinética está associada ao movimento. Ela depende tanto da velocidade ( v ) , como também depende da massa ( m ) . A equação da energia cinética é dada por:
ENERGIA POTENCIAL: É um tipo de energia que está relacionada com as posições do objeto. Existem vários tipos de energia potencial, as mais conhecidas são:
-
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GRAVITACIONAL
ELÁSTICA
TEOREMA DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA: O princípio geral da conservação de energia diz que a energia total de um sistema isolado é sempre constante.
Em( inicial ) = Em ( final )
TIPOS DE CHOQUE COLISÃO INELÁSTICA OU PLÁSTICA: é o tipo de choque que ocorre quando após a colisão, os corpos seguem juntos (com a mesma velocidade). No choque inelástico, a energia cinética do sistema, diminui, ou seja, parte da energia cinética inicial do sistema é transformada em outras formas de energia.
CHOQUE PARCIALMENTE ELÁSTICO: é o tipo
de choque que ocorre quando, após a colisão, os corpos seguem separados (com velocidades diferentes), tendo o sistema uma perda de energia cinética. No choque parcialmente elástico, a energia cinética do sistema diminui.
CHOQUE PERFEITAMENTE ELÁSTICO: é o tipo de choque que ocorre quando, após a colisão, os corpos seguem separados (com velocidades diferentes), e o sistema não perde energia cinética. No choque perfeitamente elástico, a energia cinética do sistema permanece constante.
01. Frederico (massa 70 kg), um herói brasileiro, está de pé sobre o galho de uma árvore a 5 m acima do chão, como pode ser visto na figura abaixo. Segura um cipó que está preso em um outro galho, que permite-lhe oscilar, passando rente ao solo sem tocá-lo. Frederico observa um pequeno macaco (massa 10 kg) no chão, que está preste a ser devorado por uma onça, o maior felino da fauna brasileira. Desprezando a resistência do ar para essa operação de salvamento, afirmamos que: (considere Frederico e o macaco como partículas) a) Há conservação de energia mecânica do nosso herói, quando ele oscila do galho da árvore até o chão, mantendo sua velocidade constante durante a descida por se tratar de um pequeno deslocamento. b) A velocidade do nosso herói, quando chega ao chão, antes de pegar o macaco, é 12 m/s. c) O choque entre o nosso herói e o macaco é elástico.
d) O choque entre o nosso herói e o macaco é perfeitamente inelástico. Imediatamente após pegar o macaco, a velocidade do conjunto (nosso herói e macaco) é 8,75 m/s. e) Frederico ( nosso herói ) consegue realizar sua operação de salvamento com sucesso.
A) Há conservação de energia durante a descida mas sua velocidade varia durante o movimento gerando pequena aceleração, fato preponderante para a conservação da energia. b) Pela conservação da energia mecânica: c) O choque é perfeitamente inelástico, os dois
( Frederico e macaco ) passam a se mover juntos após a colisão
Resposta: ( d )
d) Dados: M = 70 kg; m = 10 kg; v = 10 m/s. Usando a conservação da quantidade de movimento (Q) no choque inelástico:
e) O enunciado não possibilita interpretação sobre eficiência ou não no ato de salvamento.
RESPOSTA: D
02. Umas das dúvidas mais frequentes das pessoas sobre atividade física é o gasto calórico dos exercícios. Quem deseja emagrecer quer saber exatamente quanto gasta em determinada atividade e quanto consome em determinada refeição. Este cálculo depende de muitos fatores. O gasto calórico dos exercícios varia de pessoa para pessoa, dependendo do metabolismo de cada uma delas ( da genética e do biótipo ), Uma pessoa de 80 kg, após comer um sanduíche com 600 kcal de valor alimentício numa lanchonete, decide voltar ao seu local de trabalho, que fica a 105 m acima do piso da lanchonete, subindo pelas escadas. Calcule qual porcentagem da energia ganha com o sanduíche será gasta durante essa subida. Considere 1 kcal = 4000 J. a) Menos de 2%.
b) Exatos 3,5%. c) Superior a 4% d) Exatos 20% e) Exatos 35%
Resposta: ( b )
03. O bate-estacas é um dispositivo muito utilizado na fase inicial de uma construção. Ele é responsável pela colocação das estacas, na maioria das vezes de concreto, que fazem parte da fundação de um prédio, por exemplo. O funcionamento dele é relativamente simples: um motor suspende, através de um cabo de aço, um enorme peso (martelo), que é abandonado de uma altura, por exemplo, de 10 m, e que acaba atingindo a estaca de concreto que se encontra logo abaixo. O processo de suspensão e abandono do peso sobre a estaca continua até a estaca estar na posição desejada.
O funcionamento do bate-estacas é baseado no princípio de: a) transformação da energia mecânica do martelo em energia térmica da estaca.
b) conservação da quantidade de movimento do martelo. c) transformação da energia potencial gravitacional em trabalho para empurrar a estaca. d) colisões do tipo elástico entre o martelo e a estaca. e) transformação da energia elétrica do motor em energia potencial elástica do martelo. Resposta: ( c ) Durante a queda do martelo, há transformação de energia
potencial gravitacional em energia cinética. No contanto com a estaca, o martelo aplica força sobre ela. Essa força realiza trabalho, empurrando a estaca.
04. Observe a figura abaixo.
Uma força constante “F” de 200N atua sobre o corpo, mostrado na figura acima, deslocando-o por 10s sobre uma superfície, cujo coeficiente de atrito vale 0,2. Supondo que, inicialmente, o corpo encontrava-se em repouso, e considerando a gravidade local como sendo 10m/s² pode-se afirmar que o trabalho da força resultante, que atuou sobre o bloco, em joules, foi igual a: a) 20000 b) 32000 c) 40000 d) 64000 e) 80000
Resposta: ( d )
5. A usina termelétrica a carvão é um dos tipos de unidades geradoras de energia elétrica no Brasil, Essas usinas transformam a energia contida no combustível (carvão mineral) em energia elétrica. Em que sequência ocorrem os processos para realizar essa transformação?
a) A usina transforma diretamente toda a energia química contida no carvão em energia elétrica, usando reações de fissão em uma célula combustível. b) A usina queima o carvão, produzindo energia térmica, que é transformada em energia elétrica por dispositivos denominados transformadores. c) A queima do carvão produz energia térmica, que é usada para transformar água em vapor. A energia contida no vapor é transformada em energia mecânica na turbina e, então, transformada em energia elétrica no gerador. d) A queima do carvão produz energia térmica, que é transformada em energia potencial na torre da usina, Essa energia é então transformada em energia elétrica nas células eletrolíticas. e) A queima do carvão produz energia térmica, que é usada para aquecer água, transformando-se novamente em energia química, quando a água é decomposta em hidrogênio e oxigênio, gerando energia elétrica.
Nas usinas termelétricas (a diesel ou a carvão) é usada a energia térmica produzida na queima do combustível para aquecer água, gerando vapor a alta pressão, movimentando as turbinas acopladas aos geradores de energia elétrica.
Resposta: ( c )