Conceitos de Estática e Pêndulo Balístico

Prévia do material em texto

PRÉ-TESTE

1) Complete as lacunas da afirmação abaixo:
“A estática é a parte da ___________que estuda sistemas sob ação de forças que se ________________.”
a) química; equilibram;
b) física; equilibram;
RESPOSTA CORRETA
A estática é a parte da física que estuda sistemas em equilíbrio.
c) física; desregulam.
2) Assinale as alternativas corretas:
I – A estática é a parte da física que trata de corpos em equilíbrio.
II – A estática é a parte da física que trata de corpos em movimento.
III – Para haver equilíbrio de um corpo é necessário que a soma das forças neste corpo seja nula e que o momento resultante também seja nulo.
a) II e III;
b) I e III;
RESPOSTA CORRETA
As afirmações I e III são verdadeiras.
c) Nenhuma das alternativas.
4) Assinale a alternativa que melhor relaciona o conceito de estática com o nosso dia a dia:
a) A estática é a base de todas as estruturas que vemos no dia a dia. Desde prédios e pontes são calculados através das equações da estática.
RESPOSTA CORRETA
Esta é a melhor relação de estática com o nosso dia a dia.
b) A estática tem como ponto de partida as leis do movimento de Newton. Aviões, automóveis e projéteis são projetados a partir das equações da estática.
c) A estática é regida pelas leis de Coulomb e descreve o comportamento de cargas elétricas em repouso.
5) Dentre as leis de Newton, qual delas se relaciona diretamente com a estática?
a) Primeira lei de Newton;
RESPOSTA CORRETA
Esta lei estabelece que quando a resultante das forças externas que atuam em um corpo é nula, este corpo permanece em repouso ou se desloca com velocidade constante.
b) Segunda lei de Newton;
c) Terceira lei de Newton
PÓS-TESTE
1) A figura abaixo é composta por dois blocos cujas massas são 4 kg e 6 kg. Com o intuito de deixar a barra em equilíbrio, determine a distância x.
Utilize as fórmulas descritas a seguir:
M1 = M2
F1 * d1 = F2 * d2
a) 30 cm;
RESPOSTA CORRETA
F1 * d1 = F2 * d2
4 * x = 6 * 20 --> x = 30 cm
b) 60 cm;
c) 40 cm.
2) Segundo a imagem abaixo calcule o momento da força F em relação ao ponto A:
Utilize a equação abaixo:
M = F * d
a) 40 N/m;
b) 40 N.m;
RESPOSTA CORRETA
M = f * d --> 20 * 2 = 40 N.m.
c) 10 N.m.
3) Complete as lacunas com a alternativa correta:
“Quando o corpo se encontra em repouso, diz-se que se encontra em _______________. Quando em movimento constante, diz-se que se encontra em _______________.”
a) equilíbrio estático; equilíbrio dinâmico;
RESPOSTA CORRETA
Equilíbrio estático o corpo se encontra em repouso e em equilíbrio dinâmico o corpo encontra-se em movimento constante.
b) equilíbrio dinâmico; equilíbrio estático;
c) equilíbrio estático; equilíbrio químico;
4) De acordo com o estudo sobre um corpo rígido, levando em consideração o momento de uma força, marque a alternativa que completa a frase abaixo:
“Quando um corpo longo está sujeito à ação de forças resultantes nulas, ele pode apresentar um movimento de ____________, ______________ ou _________________ simultaneamente.”
a) equilíbrio; rotação; ação.
b) translação; rotação; ambos.
RESPOSTA CORRETA
A forma correta da escrita é quando um corpo longo está sujeito à ação de forças de resultante não nula, ele pode apresentar movimentos de translação, de rotação ou ambos.
c) aplicação; rotação; ação.
5) A primeira lei de Newton está ligada diretamente a estática, então responda:
“A primeira Lei de Newton afirma que, se a soma de todas as forças atuando sobre o corpo é zero, o mesmo ...”
a) Será desacelerado.
b) Terá um movimento uniformemente variado.
c) Encontra-se em repouso ou em velocidade constante.
RESPOSTA CORRETA
Como as somas de todas as forças são nulas, caracteriza um corpo em repouso ou com velocidade constante.
1) Complete as lacunas abaixo: “O pêndulo balístico é um artefato que funciona com a transformação de _____________________ em ________________________ gravitacional após a colisão.”
a) energia potencial; energia cinética;
b) energia cinética; energia potencial;
RESPOSTA CORRETA
O pêndulo balístico transforma energia cinética em energia potencial gravitacional.
c) energia cinética; energia química.
2) Assinale a resposta correta:
I – O pêndulo balístico é utilizado para determinar a velocidade de disparo de um projétil.
II – O pêndulo balístico só leva em consideração a massa do projétil.
III – O choque entre o projétil e o bloco deve ser de natureza elástica.
a) Apenas I;
RESPOSTA CORRETA
O pêndulo balístico foi inventado em 1742 com o objetivo de medir velocidades de projéteis.
b) I e II;
c) Apenas III.
3) Assinale a alternativa correta:
a) Pêndulo balístico é um dispositivo que consiste em uma massa puntiforme presa a um fio;
b) Pêndulo balístico é um objeto que oscila em torno de um eixo de rotação perpendicular ao plano que se movimenta;
c) Pêndulo balístico é um dispositivo composto por um bloco que se encontra suspenso por fio de massa desprezível.
RESPOSTA CORRETA
Esta é a descrição do pêndulo balístico.
4) Assinale a alternativa que melhor descreve o funcionamento do pêndulo balístico:
a) O Pêndulo balístico pode ser analisado pelos princípios da conservação da quantidade de movimento linear e da energia mecânica. No pêndulo há uma colisao inelástica entre projétil e bloco;
RESPOSTA CORRETA
Esta afirmação que melhor descreve o pêndulo balístico.
b) O Pêndulo balístico pode ser analisado utilizando apenas princípio da conservação energia mecânica;
c) O Pêndulo balístico pode ser analisado utilizando apenas princípio da conservação do momento linear.
5) Analise a imagem e responda:
a) Se a massa do projétil for igual a 3g, o ângulo formado pelo pêndulo balístico será maior do que se a massa fosse 2g;
RESPOSTA CORRETA
Como a massa do primeiro projétil é maior, a angulação do pêndulo será maior.
b) Se a massa do projétil for igual a 2g, o ângulo formado pelo pêndulo balístico será maior do que se a massa fosse 3g;
c) Se a massa do projétil for igual a 2g, o ângulo formado pelo pêndulo balístico será maior do que se a massa da bola fosse 4g.
1) Com base no experimento, qual a esfera que atingiu o maior ângulo?
a) A azul;
RESPOSTA CORRETA
Como a esfera azul possui maior massa, ela consegue atingir maior angulação.
b) A dourada;
c) A prata.
2) Observe a imagem e calcule o que se pede:
Dados:
m = 10 g
M = 990 g
h = 0,05 m
g = 10 m/s²
Calcule a velocidade do projétil (Vp) com as seguintes equações:
v2 = 2gh
Qantes = Qdepois
m.Vp = ( m + M ) . v
a) 100 m/s;
RESPOSTA CORRETA
A velocidade do projétil é de 100 m/s.
b) 100 cm/s;
c) 150 m/s.
3) No experimento, quando o contra encosto foi colocado na posição 5 mm, qual a ordem crescente dos ângulos atingidos quando lançados os projéteis?
a) esfera prata, esfera dourada e esfera azul;
RESPOSTA CORRETA
Esta é a ordem crescente dos projéteis baseados na maior angulação.
b) esfera azul, esfera dourada e esfera prata;
c) Não foi notado diferença nos ângulos.
4) As diferentes massas dos projéteis interferem na angulação atingida no pêndulo balístico?
a) Não, independente das massas, o pêndulo irá atingir a mesma angulação;
b) Sim, independente das massas, o pêndulo irá atingir a mesma angulação;
c) Sim, as diferentes massas dos projéteis afetam a angulação atingida pelo pêndulo balístico.
RESPOSTA CORRETA
Massas distintas de projéteis interferem no pêndulo balístico.
5) Que tipo de colisão ocorre no pêndulo balístico?
a) Colisão inelástica;
RESPOSTA CORRETA
A colisão inelástica é uma colisão em que há perda de energia cinética, porém há conservação da quantidade de momento linear.
b) Colisão elástica;
c) Colisão parcialmente elástica.
1) Dentre as alternativas abaixo, qual a que descreve a Lei de Hooke?
a) A deformação elástica de uma mola é diretamente proporcional à força aplicada sobre a mesma;
RESPOSTA CORRETA
Essa é a descrição da fórmula da Lei de Hooke.
b) A deformação elástica de uma mola é inversamente proporcional à força aplicada sobre a mesma;
c) A constante elástica da mola depende da força aplicada.
2) Quando uma mola não recupera suas dimensões originais após sofrer umadeformação causada por uma força externa, diz-se que sofreu uma deformação?
a) Plástica;
RESPOSTA CORRETA
A deformação plástica implica em uma deformação permanente e, portanto, a mola não restaura suas dimensões originais.
b) Elástica;
c) Viscosa.
3) Qual das alternativas abaixo melhor descreve o campo de aplicação da lei de Hooke?
a)A lei de Hooke se aplica ao estudo do movimento de um corpo em uma superfície
b) A lei de Hooke se aplica ao estudo da deformação de corpos elásticos;
RESPOSTA CORRETA
A Lei de Hooke determina a deformação sofrida por um corpo elástico quando submetido de uma força.
c) A lei de Hooke se aplica ao estudo do movimento de um objeto cuja aceleração é constante.
4) Para se utilizar a lei de Hooke é preciso utilizar unidades de medida apropriadas às grandezas estudadas. Sendo assim, quais das unidades abaixo correspondem à cada elemento da fórmula?
a) F = kg
   Δl = cm 
   K = kg/cm 
b) F = N
   Δl = °C 
   K = N/cm 
c) F = N
   Δl = m 
   k = N/m 
RESPOSTA CORRETA
Neste caso utilizam-se unidades coerentes. (N) para a Força, (m) para a deformação sofrida, e (N/m) para a constante elástica.
5) Dado a constante elástica de uma mola, o gráfico da força pela deformação da mola será:
a) Uma linha reta;
RESPOSTA CORRETA
Por ser uma função de primeiro grau, o gráfico será uma linha reta;
b) Uma parábola;
c) Uma elípse.
1) Para molas sujeitas a ação de um mesmo peso, quanto maior o valor da constante elástica da mola:
a) Menor será a deformação da mola;
RESPOSTA CORRETA
A constante elástica da mola é inversamente proporcional a taxa de deformação da mesma, quando submetida a ação de uma força peso.
b) Maior será a deformação da mola;
c) A constante elástica da mola não interfere em sua deformação.
2) Qual o valor da constante elástica de uma mola cuja deformação é de 0,1m quando submetida a uma força de 1,5N?
a) 15N/m;
RESPOSTA CORRETA
Utilizando a equação da lei de Hooke encontra-se o valor da constante da mola em questão, sendo igual a 15N/m.
b) 10N/m;
c) 5 N/m.
3) Certa mola M1 é submetida a uma deformação de 50 cm quando sujeita a ação de uma força peso P1. Se fosse montado um esquema com duas molas M2 e M3 (iguais a M1) associadas em paralelo e sujeitas a mesma ação da força peso P1, sua deformação seria:
a) O dobro da deformação sofrida por pela mola M1;
b) A deformação seria a mesma;
c) A metade da deformação sofrida por M1.
RESPOSTA CORRETA
Com base na lei de Hooke para associações em paralelo, tem-se que a deformação sofrida pelas molas M2 e M3 é a metade da deformação sofrida pela mola M1.
) Interprete o gráfico abaixo e responda qual é a constante elástica da mola Mx?
a) 0,5 N/m;
b) 50 N/m;
RESPOSTA CORRETA
Utilizando a lei de Hooke e analisando a deformação sofrida pela mola e as unidades de medida apropriadas, a constante elástica da mola é igual a 50N/m.
c) 40 N/m;
5) Certa mola M1 é submetida a uma deformação de 10 cm quando sujeita a ação de uma força peso P1. Se fosse montado um esquema com duas molas M2 e M3 (iguais a M1) associadas em série e sujeitas a mesma ação da força peso P1, sua deformação seria:
a) O dobro da deformação sofrida por pela mola M1;
RESPOSTA CORRETA
Em um associação de molas em série a constante elástica resultante diminui e portanto a deformação final deve ser maior. Neste caso, como as molas são iguais, a deformação final é o dobro da deformação sofrida pela mola M1 apenas.
b) A deformação seria a mesma;
c) A metade da deformação sofrida por M1.
1) Qual das alternativas abaixo representa a fórmula da Energia Potencial Gravitacional?
a) (K.X2)/2
b) 1/2 I ω2
c) m.g.h
RESPOSTA CORRETA
O cálculo da Energia Potencial Gravitacional é composto pelas grandezas: massa, aceleração da gravidade e altura.
2) Subentende-se por energia mecânica total de um movimento:
a) A energia química proveniente de um combustível para colocar um corpo em movimento;
b) A soma de todas as energias de movimento de um corpo;
RESPOSTA CORRETA
A energia mecânica é a soma das energias cinética e potencial, sendo esta última gravitacional e/ou elástica.
c) A energia resultante do calor produzido pelo movimento.
3) Sobre a propriedade momento de inércia, podemos afirmar que:
a) Está relacionado ao movimento de translação de corpos;
b) Expressa o grau de dificuldade em se alterar o estado de movimento de um corpo em rotação;
RESPOSTA CORRETA
Momento de inércia está relacionado à parte rotacional de um movimento.
c) Não possui relação com a massa do corpo.
4) Sobre a diferença de Energia Potencial Gravitacional de um corpo entre dois pontos distintos, é correto afirmar:
a) Independe da posição do corpo;
b) Depende da trajetória executada;
c) Depende da diferença de altura entre os dois pontos.
RESPOSTA CORRETA
A diferença de Energia Potencial Gravitacional de um corpo entre dois pontos é dada por m.g.Δh.
5) Analisando a conservação de energia, a energia cinética total é a soma das:
a) Energias cinéticas de translação e rotação;
RESPOSTA CORRETA
Analisando o movimento rotacional de um corpo pela perspectiva da conservação de energia, a energia cinética total é a soma da energia cinética de translação e da energia cinética de rotação.
b) Energias cinética de translação e energia elétrica;
c) Energia dinâmica e energia elástica.
1) Qual a principal razão para a existência do Erro relativo percentual em relação à energia inicial do cilindro?
a) Perdas por atrito no plano inclinado e resistência do ar;
RESPOSTA CORRETA
Esses fatores fazem com que a Energia Mecânica Inicial seja diferente da Energia Mecânica Final.
b) Erros associados às medições;
c) Erros nas aproximações dos cálculos.
2) Qual a consequência do aumento do ângulo da rampa de ensaio?
a) Aumento da velocidade do corpo de prova cilíndrico;
RESPOSTA CORRETA
O aumento da velocidade está relacionado diretamente com o ângulo da rampa de ensaio.
b) Diminui a velocidade do corpo de prova cilíndrico;
c) Diminuição da velocidade do corpo de prova cilíndrico.
3) A energia cinética de translação de um corpo cilíndrico, sabendo que sua massa é igual a 500g e sua velocidade é 1,6m/s, é igual a:
a) 6,4 J
b) 0,64 J
RESPOSTA CORRETA
O corpo possui energia cinética de translação igual a 0,64 J
c) 1,28 J
4) Utilizando o que você aprendeu sobre o Princípio da Conservação da Energia, determine a velocidade de um carrinho de montanha russa ao alcançar seu ponto mais baixo, sabendo que ele partiu do repouso do ponto mais alto a 20 m de altura. (Considere a aceleração da gravidade como 10 m/s2).
a) 20 m/s
RESPOSTA CORRETA
Igualando a energia potencial gravitacional no ponto de partida à energia cinética no ponto mais baixo (altura zero), encontramos que V = √2gh.
b) 10 m/s
c) 200 m/s
5) Para movimentos rotacionais em planos inclinados a diferença da energia cinética entre dois pontos do plano é igual:
a) À variação da energia potencial gravitacional;
RESPOSTA CORRETA
Pela conservação de energia é possível afirmar que a variação da energia cinética é igual a variação da energia potencial gravitacional.
b) À aceleração do corpo de prova cilíndrico;
c) Ao tempo de trajeto do corpo de prova cilíndrico.
1) Qual das equações abaixo melhor descreve a velocidade de um objeto em queda livre ?
a) ν = g + t;
b) ν = g / t;
c) ν = g.t;
RESPOSTA CORRETA
Esta é a descrição da fórmula usada para calcular a velocidade de um objeto em queda livre.
2) Quais das forças abaixo contribui para a redução da aceleração final de um corpo durante o movimento de queda livre?
a) Gravidade da terra;
b) A resistência do ar;
RESPOSTA CORRETA
A resistência do ar é uma força contrária ao movimento de queda, portanto, reduz o valor da aceleração final.
c) O campo magnético da terra.
3) Em um movimento de queda livre, a distância percorrida pelo objeto:
a) varia quadraticamente com o valor da aceleração da gravidade, ou seja, d é proporcional ao quadrado de g;
b) varia quadraticamente com o tempo de queda, ou seja, d é proporcional ao quadrado de t;
RESPOSTA CORRETA
A distância percorrida varia quadraticamente com o tempo dequeda.
c) é inversamente proporcional ao tempo de queda.
4) Considerando g = 9,8 m/s2, um objeto partindo do repouso, caindo durante 5 segundos no vácuo, atingirá qual velocidade?
a) 49 m/s;
RESPOSTA CORRETA
Correta – Sendo a equação de velocidade em queda livre (V = g . t), (V = 9,8 . 5), então a velocidade será igual a 49 m/s.
b) 27 m/s;
c) 63 m/s.
5) O movimento queda livre pode ser considerado um caso particular de:
a) movimento retilíneo uniforme;
b) movimento retilíneo uniformemente variado;
RESPOSTA CORRETA
O MRUV é caracterizado por um movimento com alteração constante da velocidade, assim como é a queda livre.
c) movimento circular.
1) Qual a função do eletroímã no experimento?
a) Fixar a escala de medida na base de ensaio;
b) Posicionar, com precisão, o sensor fotoelétrico;
c) Posicionar a esfera no topo da base de ensaio.
RESPOSTA CORRETA
O eletroímã é posicionado no topo da base de ensaio e é utilizado para posicionar a esfera antes do movimento de queda livre.
2) Qual das alternativas abaixo exprime melhor a função do sensor fotoelétrico no experimento?
a) Medir a força de aceleração da gravidade;
b) Medir o tempo de trajeto da esfera durante o movimento de queda livre;
RESPOSTA CORRETA
O sensor é posicionado na escala de medida e determina o tempo em que a esfera realiza o movimento de queda livre.
c) Medir diâmetro da esfera;
3) Considerando duas esferas, compostas por um mesmo material, com massas diferentes, é correto afirmar que:
a) Os tempos de queda livre das duas esferas são iguais;
RESPOSTA CORRETA
O tempo de queda livre é independente da massa das esferas.
b) A esfera mais pesada cairá mais rápido;
c) A esfera mais leve cairá mais rápido.
4) Qual o comportamento da aceleração da esfera ao longo do movimento de queda livre?
a) Aumenta;
b) Diminui;
c) Constante.
RESPOSTA CORRETA
A aceleração do corpo está associada à aceleração da gravidade.
5) Em um movimento de queda livre, o que o “X” do gráfico representa?
a) Aceleração da gravidade;
RESPOSTA CORRETA
A gravidade é constante no movimento de queda livre.
b) Velocidade;
c) Tempo de queda;
01
Um corpo de massa m 150 g está submetido à ação de duas forças
F1 e F 2 de módulos 1 N e 3 N, respectivamente Determine a aceleração
do corpo.
m = 2kg
F1 = 3N
F2 = 4N
 A Força Resultante:
Fr² = F1² + F2²
Fr² = 3² + 4²
Fr² = 9 + 16
Fr = √25
Fr = 5
 Aplicando na 2ª Lei de Newton:
Fr = ma
5 = 2a
a = 5/2
a = 2,5m/s²
02
Um bloco de peso igual a 100 N é arrastado com velocidade constante
sobre uma superfície horizontal Determine a intensidade da força de atrito
da superfície sobre o bloco sendo o valor do coeficiente de atrito 0, 4
Fat=μN
Fat=0,4.100 
Fat=40N 
03
--(UEA AM) Sobre a superfície da Terra, onde g 9, 8 m/s 2 um astronauta
apresenta peso igual a 700 N Em uma expedição à Lua, onde g 1,6 m/s 2
qual o valor da massa e do peso desse astronauta?
A partir da definição da força peso, a massa do astronauta na Terra pode ser definida da seguinte forma:
PTERRA = m.gTERRA
700 = m.10
m = 70 kg
A massa do astronauta na Lua será igual à massa na Terra. Assim, o peso do astronauta na Lua será obtido pelo produto da massa pela gravidade da Lua:
PLUA = m.gLUA
PLUA = 70.1,6
PLUA = 112 N
04
Dois corpos A e B, de massas mA 1 kg e mB 4 kg, encontram se apoiados
em um plano horizontal liso (atrito desprezível) Ao corpo A, é aplicada uma
força F horizontal, de módulo 20 N, conforme a figura Determine
a)aaceleraçãodoscorpos.
b)aforçaqueAexerceemB.
05-(PUCRJ)Existembolasdebolichedediversasmassas.Suponhaquevocêjogue,comforçasiguais,trêsbolas,umadecadavez.Aprimeiratemmassam1=m,asegundam2=m/2eaterceiram3=2m.Suasrespectivasaceleraçõessão:
a)a2=2.a1,a3=a1/2
b)a2=a1/2,a3=2.a1
c)a1=a2=a3
d)a2=a1/3,a3=2.a1/3
e)a2=3.a1,a3=3.a1/2
 ou seja,
06
Três corpos A, B e C de massas mA 1 kg, mB 3 kg e mC 6 kg estão apoiados
numa superfície horizontal perfeitamente lisa A força constante F= 5 N,
horizontal, é aplicada ao primeiro bloco A Determine
a) a aceleração adquirida pelo conjunto
b) a intensidade de força que A exerce em B
c) a intensidade da força que B que exerce em C 
  massa do bloco A:   
•   massa do bloco B:   
•   massa do bloco C:   
•   intensidade da força aplicada ao bloco A:   
_____________
Veja figura em anexo ao final desta resposta.
Como a superfície é perfeitamente lisa, não existe atuação de forças de atrito neste problema
Aqui, vamos considerar como positiva a orientação da esquerda para a direita:   
a) Para o cálculo da aceleração do sistema completo, podemos considerar nesta etapa como se os blocos A, B, C formassem um único bloco, cuja massa é
e como a única força que é aplicada ao conjunto é a força  esta é a força resultante, de modo que, pela 2ª Lei de Newton,
__________
b)
•   força que o bloco B exerce em A:      orientada da direita para a esquerda   
Aplicando a 2ª Lei de Newton ao bloco A:
Pela 3ª Lei de Newton, o bloco A exerce uma força  sobre o bloco B, de mesma intensidade mas de sentido contrário à 
 
Então,
________
c)
•   força que o bloco B exerce em C:      orientada da esquerda para a direita:   
Esta é a única força que está sendo diretamente aplicada ao bloco C, e logo esta é a força resultante sobre C.
Aplicando a 2ª lei de Newton sobre o bloco C, devemos ter