Famerp · Física

Questões de Energia, trabalho e potência da Famerp

6 questões oficiais da Famerp sobre Energia, trabalho e potência, de 2018 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 2 fáceis, 4 médias.

Treine Energia, trabalho e potência com 6 questões da Famerp

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5 questões de Energia, trabalho e potência resolvidas

Questão 1 · Famerp 2025 · Questão 68fácil

O compressor de determinada geladeira doméstica tem potência de 110 W. Sabendo que esse compressor consome 36,3 kWh de energia em um mês de 30 dias, o tempo médio que ele funciona em um dia é de

A
8 h.
B
12 h.
C
9 h.
D
11 h.
E
10 h.

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Gabarito: D

1. Energia por dia:
- 36,3 kWh ÷ 30 = 1,21 kWh/dia.

2. Tempo de funcionamento (P = 110 W = 0,110 kW):
- Δt = E ÷ P = 1,21 ÷ 0,110 = 11 h.

Resposta: D

Dica: com energia em kWh, use a potência em kW para obter o tempo direto em horas.

Questão 2 · Famerp 2024 · Questão 64fácil

Uma bola de basquetebol, de massa 600 g, é abandonada de uma altura de 1,90 m em relação ao solo. A bola colide com o solo e retorna a uma altura de 1,50 m. Desprezando a resistência com o ar e adotando o valor de 10 m/s² para a aceleração da gravidade, a energia mecânica dissipada durante a colisão dessa bola com o solo possui valor de

A
3,6 J.
B
1,2 J.
C
2,4 J.
D
7,8 J.
E
9,0 J.

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Gabarito: C

Sem resistência do ar, só há perda de energia na colisão. Nos pontos mais altos a bola está parada, então a energia mecânica é só potencial.

1. Energia antes: E = m g h = 0,6 × 10 × 1,90 = 11,4 J.

2. Energia depois: E = 0,6 × 10 × 1,50 = 9,0 J.

3. Dissipada: 11,4 – 9,0 = 2,4 J (ou m g Δh = 0,6 × 10 × 0,40).

Resposta: C

Por que as outras atraem: E (9,0 J) é a energia que sobrou, não a perdida; esquecer de passar 600 g para 0,6 kg dá valores mil vezes maiores.

Dica: energia dissipada = m g × (altura perdida).

Questão 3 · Famerp 2023 · Questão 64média

Um bloco de dimensões desprezíveis, inicialmente em repouso no ponto X, desce por uma superfície inclinada perfeitamente lisa de uma rampa. Ao abandonar a rampa no ponto Y, o bloco passa a se deslocar por outra superfície, horizontal e áspera, até parar no ponto Z devido ao atrito.

Os valores das energias cinética e potencial gravitacional, respectivamente, do bloco no ponto X são E_CX e U_X e no ponto Y são E_CY e U_Y. Considerando U_Y = 0, o módulo do trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco no trecho YZ é igual a

A
E_CY + U_X
B
U_X
C
E_CY – U_X
D
2U_X
E
E_CX

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Gabarito: B

1. Trecho XY (sem atrito): a energia mecânica se conserva. O bloco parte do repouso, então E_CX = 0:

0 + U_X = E_CY + 0 → E_CY = U_X.

2. Trecho YZ (com atrito): pelo teorema da energia cinética, o trabalho do atrito é a variação da energia cinética (peso e normal não trabalham na horizontal):

τ = 0 – E_CY → |τ| = E_CY = U_X.

Resposta: B

Por que as outras atraem: A soma duas vezes a mesma energia; E usa E_CX, que vale zero.

Dica: com atrito só num trecho, conserve a energia onde não há atrito e use o teorema da energia cinética onde há.

Questão 4 · Famerp 2021 · Questão 63média

Em uma sessão de fisioterapia, um paciente executa um movimento lateral com a perna, alongando uma fita elástica, como mostra a figura.

(www.clinicadeckers.com.br. Adaptado.)

A variação da força elástica exercida pela fita sobre a perna do paciente, em função da elongação da fita, é dada pelo gráfico a seguir.

Suponha que a força aplicada pela fita seja sempre perpendicular à superfície da perna do paciente. No deslocamento da posição X, na qual a fita tem elongação 20 cm, até a posição Y, em que a fita tem elongação 60 cm, o valor absoluto do trabalho realizado pela força elástica da fita sobre a perna do paciente é igual a

A
2,0 J.
B
12 J.
C
8,0 J.
D
4,0 J.
E
18 J.

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Gabarito: C

Num gráfico força × deslocamento, o trabalho é a área sob a curva. A força é perpendicular à perna e acompanha o movimento, então vale o gráfico.

Entre 0,20 m e 0,60 m, a força vai de 10 N a 30 N: a área é um trapézio.
|τ| = (10 + 30) ÷ 2 × (0,60 – 0,20) = 20 × 0,40 = 8,0 J

Conferindo pela energia elástica (k = 10 ÷ 0,20 = 50 N/m):
50 × 0,60² ÷ 2 – 50 × 0,20² ÷ 2 = 9 – 1 = 8 J

Resposta: C

Por que as outras atraem: E (18 J) multiplica 30 N × 0,60 m; B usa 30 N × 0,40 m; A usa só o triângulo inicial errado.

Dica: força variável → trabalho = área do gráfico F × x.

Questão 5 · Famerp 2018 · Questão 63média

A figura mostra o deslocamento horizontal de um bloco preso a uma mola, a partir da posição A e até atingir a posição C.

(www.mundoeducacao.bol.uol.br. Adaptado.)

O gráfico representa o módulo da força que a mola exerce sobre o bloco em função da posição deste.

O trabalho realizado pela força elástica aplicada pela mola sobre o bloco, quando este se desloca da posição A até a posição B, é

A
0,60 J.
B
– 0,60 J.
C
– 0,30 J.
D
0,80 J.
E
0,30 J.

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Gabarito: A

Pela figura, em x = 0 (posição C) a mola tem seu comprimento natural, e o gráfico mostra F = k · x (8,0 N em 20 cm → k = 40 N/m).

O trabalho é a área sob o gráfico F × x entre x = 20 cm (A) e x = 10 cm (B): um trapézio de bases 8,0 N e 4,0 N e altura 10 cm = 0,10 m.

W = (8,0 + 4,0) ÷ 2 × 0,10 = 0,60 J

O sinal é positivo: a mola esticada puxa o bloco para a esquerda, no mesmo sentido do deslocamento de A para B (a energia elástica diminui de 0,80 J para 0,20 J).

Resposta: A

Por que as outras atraem: B tem o valor certo com o sinal errado; D (0,80 J) é a energia elástica inteira em A, como se o bloco fosse até x = 0.