Perguntas

de coordenadas (x , y , z ) pode ser calculado integrando a força. Supondo que f f f

a componente F pode depender de x, mas não de y ou z, que a componente x

F pode depender de y, mas não de x ou z, e que a componente F pode y z depender de z mas não de x ou y, o trabalho é dado por

Se possui apenas a componente x, a Eq. 7-36 se reduz a

Potência A potência desenvolvida por uma força é a taxa com a qual a força realiza trabalho sobre um objeto. Se a força realiza um trabalho W em um intervalo de tempo Δt, a potência média desenvolvida pela força nesse intervalo de tempo é dada por

Potência instantânea é a taxa instantânea com a qual o trabalho está sendo realizado:

No caso de uma força que faz um ângulo ϕ com a velocidade instantânea de um objeto, a potência instantânea é dada por

Perguntas 1 Ordene as seguintes velocidades de acordo com a energia cinética que uma partícula teria se estivesse a essa velocidade, em ordem decrescente: (a) =

4 + 3 , (b) = –4 + 3 , (c) = 3 + 4 , (d) = 3 + 4 , (e) = 5 e (f) v = 5 m/s a 30° com a horizontal.

2 A Fig. 7-16a mostra duas forças horizontais que agem sobre um bloco que

está deslizando para a direita em um piso sem atrito. A Fig. 7-16b mostra três gráficos da energia cinética K do bloco em função do tempo t. Qual dos

gráficos corresponde melhor às três seguintes situações: (a) F 1 = F2, (b) F1 >

F2, (c) F1 < F2?

Figura 7-16 Pergunta 2.

3 O trabalho realizado por uma força constante sobre uma partícula durante um deslocamento retilíneo é positivo ou negativo (a) se o ângulo

entre e é 30°; (b) se o ângulo é 100°; (c) se = 2 – 3 e = –4 ?

4 Em três situações, uma força horizontal aplicada por um curto período de tempo muda a velocidade de um disco de metal que desliza em uma

superfície de gelo de atrito desprezível. As vistas superiores da Fig. 7-17

mostram, para cada situação, a velocidade inicial v do disco, a velocidade i

final v e as orientações dos vetores velocidade correspondentes. Ordene as f

situações de acordo com o trabalho realizado sobre o disco pela força aplicada, do mais positivo para o mais negativo.

Figura 7-17 Pergunta 4.

5 A Fig. 7-18 mostra quatro gráficos (traçados na mesma escala) da

componente F da força aplicada a uma partícula que se move ao longo do x

eixo x. Ordene os gráficos de acordo com o trabalho realizado pela força

sobre a partícula de x = 0 a x = x1, do mais positivo para o mais negativo.

Figura 7-18 Pergunta 5.

6 A Fig. 7-19 mostra a componente F de uma força que pode agir sobre uma x partícula. Se a partícula parte do repouso em x = 0, qual é sua coordenada (a) quando a energia cinética é máxima, (b) quando a velocidade é máxima, e (c) quando a velocidade é nula? (d) Qual é o sentido da velocidade da partícula ao passar pelo ponto x = 6 m?

Figura 7-19 Pergunta 6.

7 Na Fig. 7-20, um porco ensebado pode escolher entre três escorregas para descer. Ordene os escorregas de acordo com o trabalho que a força gravitacional realiza sobre o porco durante a descida, do maior para o menor.

Figura 7-20 Pergunta 7.

8 A Fig. 7-21a mostra quatro situações nas quais uma força horizontal age sobre um mesmo bloco, que está inicialmente em repouso. Os módulos das

forças são F = F = 2F = 2F . A componente horizontal v da velocidade do 2 4 1 3 x

bloco é mostrada na Fig. 7-21b para as quatro situações. (a) Que gráfico da

Fig. 7-21b corresponde melhor a que força da Fig. 7-21a? (b) Que gráfico da

Fig. 7-21c (da energia cinética K em função do tempo t) corresponde melhor

a que gráfico da Fig. 7-21b?

Figura 7-21 Pergunta 8.

9 A mola A é mais rígida que a mola B (k > k ). A força elástica de que A B mola realizará mais trabalho se as molas forem comprimidas (a) da mesma distância e (b) pela mesma força?

10 Uma bola é arremessada ou deixada cair a partir do repouso da borda de

um precipício. Qual dos gráficos na Fig. 7-22 poderia mostrar como a energia cinética da bola varia durante a queda?

Figura 7-22 Pergunta 10.

11 Em três situações, uma força age sobre uma partícula em movimento. A velocidade da partícula e a força aplicada são as seguintes, nas três situações:

(1) = (–4 ) m/s, = (6 – 20 ) N; (2) = (2 – 3 ) m/s, = (–2 + 7 ) N;

(3) = (–3 – ) m/s, = (2 + 6 + 6 ) N. Ordene as situações de acordo com a taxa com qual a energia está sendo transferida, começando pela maior energia transferida para a partícula e terminando com a maior energia transferida da partícula.

12 A Fig. 7-23 mostra três arranjos de um bloco ligado a molas iguais que estão no estado relaxado quando o bloco está na posição central. Ordene os arranjos de acordo com o módulo da força total que age sobre o bloco, começando pelo maior, quando o bloco é deslocado de uma distância d (a) para a direita e (b) para a esquerda. Ordene os arranjos de acordo com o trabalho realizado sobre o bloco pela força das molas, começando pelo maior, quando o bloco é deslocado de uma distância d (a) para a direita e (b) para a esquerda.