Física Mecânica Clássica- Teste Final-Capacita FAM 2022 1

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02/11/2021 08:35 HUMBERTO CESAR DE OLIVEIRA BATISTA, histórico de teste: Área: Física Mecânica Clássica- Teste Final
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Área: Física Mecânica Clássica- Teste Final
Resultados para HUMBERTO CESAR DE OLIVEIRA
BATISTA
Pontuação desta tentativa: 10 de 10
Enviado 31 out em 22:04
Esta tentativa levou 16 minutos.
1 / 1 ptsPergunta 1
(UFSM) Um ônibus de massa m anda por uma estrada de montanhas
e desce uma altura h. O motorista mantém os freios acionados, de
modo que a velocidade é mantida constante em módulo durante todo o
trajeto.
Considere as afirmativas a seguir, assinale se são verdadeiras (V) ou
falsas (F).
( ) A variação de energia cinética do ônibus é nula. 
( ) A energia mecânica do sistema ônibus-Terra se conserva, pois a
velocidade do ônibus é constante. 
( ) A energia total do sistema ônibus-Terra se conserva, embora parte
da energia mecânica se transforme em energia térmica.
A sequência correta é
 F - V - V 
 F - F - V 
 V - V - V 
 V - V - F 
 V - F - V Correto!Correto!
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Resposta Correta.
(VERDADEIRA) A variação de energia cinética do ônibus é nula,
pois a velocidade é constante e a variação de energia cinética
depende das alterações dessa grandeza.
(FALSA) A energia mecânica do sistema diminui, pois como o
motorista mantém os freios acionados, a energia potencial
gravitacional diminui ao converter-se em energia térmica pelo
atrito, enquanto a energia cinética se mantém constante.
(VERDADEIRA) Considerando o sistema como um todo a energia
se conserva, entretanto, devido ao atrito dos freios, parte da
energia mecânica transforma-se em energia térmica.
1 / 1 ptsPergunta 2
(Vunesp) Um corpo A é abandonado de uma altura de 80 m no mesmo
instante em que um corpo B é lançado verticalmente para baixo com
velocidade inicial de 10 m /s, de uma altura de 120 m. Desprezando a
resistência do ar e considerando a aceleração da gravidade como
sendo 10 m/s , é correto afirmar, sobre o movimento desses dois
corpos, que :
a) Os dois chegam ao solo no mesmo instante. 
b) O corpo B chega ao solo 2,0 s antes que o corpo A 
c) O tempo gasto para o corpo A chegar ao solo é 2,0 s menor que o
tempo gasto pelo B 
d) O corpo A atinge o solo 4,0 s antes que o corpo B 
e) O corpo B atinge o solo 4,0 s antes que o corpo A
2
 Os dois chegam ao solo no mesmo instante. Correto!Correto!
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Resposta Correta.
Vamos iniciar calculando o tempo do corpo A.
Agora, calculamos o tempo do corpo B.
Se dividimos os elementos por 5, então chegamos à equação
simplificada 
Como chegamos a uma equação do 2º grau, utilizaremos a
fórmula de Bháskara para encontrar o tempo.
numerador menos espaço b espaço mais ou menos espaço
raiz quadrada de b ao quadrado espaço menos espaço 4 a c fim
da raiz sobre denominador 2 a fim da fração numerador menos
espaço 2 espaço mais ou menos espaço raiz quadrada de 2 ao
quadrado espaço menos espaço 4.1. parêntese esquerdo menos
24 parêntese direito fim da raiz sobre denominador 2.1 fim da
fração numerador menos espaço 2 mais ou menos espaço raiz
quadrada de 4 espaço mais espaço 96 fim da raiz sobre
denominador 2 fim da fração numerador menos espaço 2 mais ou
menos espaço raiz quadrada de 100 sobre denominador 2 fim da
fração numerador menos espaço 2 mais ou menos espaço 10
sobre denominador 2 fim da fração seta dupla para a direita
tabela linha com célula com t apóstrofo espaço igual a espaço
numerador menos espaço 2 espaço mais espaço 10 sobre
denominador 2 fim da fração igual a 8 sobre 2 igual a 4 espaço
fim da célula linha com célula com t apóstrofo apóstrofo espaço
igual a espaço numerador menos espaço 2 espaço menos espaço
10 sobre denominador 2 fim da fração igual a numerador menos
12 sobre denominador 2 fim da fração igual a menos 6 fim da
célula fim da tabela
Como o tempo não pode ser negativo, o tempo do corpo b foi de 4
segundos, que é igual ao tempo que o corpo A levou e, por isso, a
primeira alternativa está correta: os dois chegam ao solo no
mesmo instante.
h = g = 80m = .10 . = 5 .1
2
t2 1
2
m
s2
t2 m
s2
t2
= = 16 ⇒ t = = 4st2 80m
5 m
s2
s2 16 s2
− −−−
√2
h = t + g ⇒ 120m = 10 . t + .10v0
1
2
t2 m
s
1
2
m
s2
t2
120 = 10.t + 5. ⇒ 5 + 10t − 120 = 0t2 t2
+ 2t − 24 = 0t2
 
O tempo gasto para o corpo A chegar ao solo é 2,0 s menor que o
tempo gasto pelo B
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 O corpo B atinge o solo 4,0 s antes que o corpo A 
 O corpo B chega ao solo 2,0 s antes que o corpo A 
 O corpo A atinge o solo 4,0 s antes que o corpo B 
1 / 1 ptsPergunta 3
(ENEM - 2009)
O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco
astronautas a bordo e uma câmera nova, que iria substituir uma outra
danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble. Depois de
entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram
do Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao
telescópio. Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: “Esse
telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno."
Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase
dita pelo astronauta
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se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada
à dele próprio, e que o peso do telescópio é pequeno porque a atração
gravitacional criada por sua massa era pequena.
 
não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em
órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites
artificiais.
 
não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força
de reação contrária, que não existe naquele ambiente. A massa do
telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.
 
se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa,
enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da
gravidade.
 
não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade
terrestre, neste caso, sobre o telescópio e é a responsável por manter
o próprio telescópio em órbita.
Correto!Correto!
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Resposta Correta.
De acordo com Newton, as Leis de Kepler descrevem o
movimento dos planetas, sem se preocupar com as suas causas,
e identificou-se que a velocidade dos planetas ao longo da
trajetória é variável em valor e direção. Para explicar essa
variação, ele identificou que existiam forças atuando nos planetas
e no Sol.
Essas forças de atração dependem da massa dos corpos
envolvidos e das suas distâncias, e chamamos essa Lei de
Gravitação Universal:
F igual a G numerador M espaço. espaço m sobre
denominador R ao quadrado fim da fração
Sendo,
F: força gravitacional 
G: constante de gravitação universal 
M: massa do Sol 
m: massa do planeta
Portanto, nesse exemplo, a força-peso que é a força
exercida pela gravidade terrestre sobre o telescópio é a
responsável por manter o próprio telescópio em órbita.
Então, não pode-se afirmar que apesar de o telescópio ter
uma massa grande, que seu peso é pequeno, pois esse
será a mesma força-peso da lei da gravitação universal.
1 / 1 ptsPergunta 4
(Enem - 2015)Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a
energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um
painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica
que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro
solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no
Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida
internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média
acima de 100 km/h.
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Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por
unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1
000 W/m , que o carro solar possua massa de 200 kg e seja
construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma
área de 9,0 m e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro
solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h
é um valor mais próximo de
 
Dica: e 
2
2
= m.Ec
1
2
v2
P = , onde P é potência, T é trabalho e t é tempo.T
t
 1s 
 10s 
 30s 
 300s 
 33s Correto!Correto!
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Resposta Correta.
No carro solar, a energia recebida do Sol é transformada em
trabalho. Esse trabalho será igual a variação da energia cinética.
Antes de substituir os valores no teorema da energia cinética,
devemos transformar o valor a velocidade para o sistema
internacional.
108 km/h : 3,6 = 30 m/s.
O trabalho será igual a:
começar estilo tamanho matemático 14px T itálico igual a itálico
incremento E com c subscrito itálico igual a numerador itálico 200
itálico. itálico 30 à potência de itálico 2 sobre denominador itálico
2 fim da fração itálico menos numerador itálico 200 itálico. itálico 0
à potência de itálico 2 sobre denominador itálico 2 fim da fração
itálico igual a itálico 90 itálico espaço itálico 000 itálico espaço J
fim do estilo
No local, a insolação é igual a 1 000 W para cada m . Como a
placa tem uma área de 9 m , a potência do carro será igual a 9
000 W. Entretanto, o rendimento é de 30%, logo a potência útil
será igual a 2 700 W.
Lembrando que potência é igual a razão do trabalho pelo tempo,
temos:
começar estilo tamanho matemático 14px P com u subscrito
igual a T sobre t seta dupla para a direita 2 espaço 700 igual a
numerador 90 espaço 000 sobre denominador t fim da fração seta
dupla para a direita t igual a numerador 90 espaço 000 sobre
denominador 2 espaço 700 fim da fração seta dupla para a direita
t igual a 33 vírgula 3 espaço s fim do estilo
.
2
2
1 / 1 ptsPergunta 5
(UFRGS - 2011) Observe a tabela dos períodos e raios de órbitas dos
planetas.
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Considere o raio médio da órbita de Júpiter em tomo do Sol igual a 5
vezes o raio médio da órbita da Terra.
Segundo a 3ª Lei de Kepler, "o quociente dos quadrados dos períodos
e o cubo de suas distâncias médias do sol é igual a uma constante K,
igual a todos os planetas".
Assim, o período de revolução de Júpiter em tomo do Sol (translação)
é de aproximadamente
 11 anos Correto!Correto!
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Resposta Correta.
A 3ª lei de Kepler indica que o quadrado do período de revolução de cada planeta é
proporcional ao cubo do raio médio de sua órbita.
Por isso, quanto mais distante o planeta estiver do sol, mais tempo levará para
completar a translação.
Matematicamente, a terceira Lei de Kepler é descrita da seguinte maneira:
T ao quadrado sobre r ao cubo igual a K
Onde:
T: corresponde ao tempo de translação do planeta 
R: o raio médio da órbita do planeta 
K: valor constante, ou seja, apresenta o mesmo valor para todos os corpos que
orbitam ao redor do Sol. A constante K depende do valor da massa do Sol.
Conforme dado no problema o raio médio da órbita de Júpiter em tomo do Sol
é igual a 5 vezes o raio médio da órbita da Terra, ou melhor:
Rj = 5. Rt, substituindo em: .
Para Júpiter: 
Para a Terra: 
Se o período de translação da Terra é de 1 ano, então:
E daí, 
Conclui-se que o período de revolução de Júpiter em tomo do Sol
(translação) é de aproximadamente 11 anos.
 
= K.T 2 R3
= K.T 2J R
3
J
= K.T 2T R
3
T
= = K. ⇒ = ⇒ Se = 5 . ⇒ = 5.T 2T 1
2 R3T R
3
T
1
K
RJ RT RJ
1
K
−−
√3
= K. ⇒ = K. ⇒ = 125 ⇒ = = 11, 18T 2J R
3
J T
2
J (5. )1K
−−
√3
3
T 2J TJ 125
−−−
√2
 25 anos 
 5 anos 
 110 anos 
 125 anos 
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1 / 1 ptsPergunta 6
(UFRGS - 2017) Uma caixa de massa m está em cima de uma mesa.
Aplica-se uma força de 20 N a essa massa m.
A caixa desloca-se em linha reta com velocidade que aumenta 10 m/s
a cada 2 s. Qual o valor, em kg, da massa m?
 5kg 
 3kg 
 4kg Correto!Correto!
 2kg 
 1kg 
Para encontrar o valor da massa, vamos aplicar a segunda lei
de Newton. Para isso, precisamos primeiro calcular o valor da
aceleração.
Como a aceleração é igual ao valor da variação da velocidade
dividido pelo intervalo de tempo, temos:
a igual a 10 sobre 2 igual a 5 m dividido por s ao quadrado
Substituindo os valores encontrados:
F igual a m. a 20 igual a m.5 m igual a 20 sobre 5 igual a 4
espaço k g
Portanto, a massa do corpo é 4 kg.
1 / 1 ptsPergunta 7
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(UERJ - 2013) Um bloco de madeira encontra-se em equilíbrio sobre
um plano inclinado de 45º em relação ao solo.
A intensidade da força que o bloco exerce perpendicularmente ao
plano inclinado é igual a 2,0 N.
Entre o bloco e o plano inclinado, a intensidade da força de atrito, em
newtons, é igual a:
Dica: sabe-se que o seno e o cosseno de 45 graus é .2√
2
 1,0N 
 2,0N Correto!Correto!
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Resposta correta.
No esquema abaixo representamos a situação proposta no
problema e as forças que atuam no bloco:
Como o bloco encontra-se em equilíbrio sobre o plano inclinado, a
força resultante tanto no eixo x quanto no eixo y, é igual a zero.
Desta forma, temos as seguintes igualdades:
f = P. sen 45º 
N = P. cos 45º
Sendo N igual a 2 N e o sen 45º igual ao cos 45º, então:
f = N = 2 newtons
Portanto, entre o bloco e o plano inclinado, a intensidade da força
de atrito é igual a 2,0 N.
atrito
atrito
 2,82N 
 1,41N 
 0,71N 
1 / 1 ptsPergunta 8
02/11/2021 08:36 HUMBERTO CESAR DE OLIVEIRA BATISTA, histórico de teste: Área: Física Mecânica Clássica- Teste Final
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Um trem desloca-se com velocidade de 72 km/h, quando o maquinista
vê um obstáculo à sua frente.
Ele aciona os freios e pára em 5s. A aceleração média imprimida ao
trem pelos freios, foi em módulo, igual a:
 
 -14,4m/s2 
 -5m/s2 
 -4m/s2 
 14,4m/s2 
 4m/s2 Correto!Correto!
A resposta está correta.
O cálculo da aceleração é feito por am = (vf - vi)/ (tf - ti)
Considerando a velocidade final de 72km/hou 20m/s, lembrando
que divide por 3,6 para converter de km/h para m/s, então:
Sendo assim, am=(0 – 20)/(5 – 0) , ou seja, am= - 4m/s2 . Em
módulo, a aceleração am = -4m/s2 será am = |-4m/s2| = 4m/s2.
1 / 1 ptsPergunta 9
(PUC/MG-2007)
Na figura, o bloco A tem uma massa m = 80 kg e o bloco B, uma
massa m = 20 kg. São ainda desprezíveis os atritos e as inércias do
fio e da polia e considera-se g = 10m/s .
A
B
2
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Sobre a aceleração do bloco B, pode-se afirmar que ela será de:
 10m/s2 para baixo 
 8m/s2 para cima 
 2m/s2 para baixo Correto!Correto!
Resposta correta.
Pela segunda lei de Newton: Fr = m.a, então considerando os
blocos como um único sistema e aplicando a 2ª Lei de Newton
temos:
P = (m + m ) . a, pois o peso de B é a força responsável por
deslocar os blocos para baixo. 
 
Portanto, 
B A B
Se = , então ( . g) = ( + ) . aPB FR mB mA mB
(20 . 10) = (80 + 20) . a ⇒ = a = 2200
100
m
s2
 4m/s2 para baixo 
 4m/s2 para cima 
1 / 1 ptsPergunta 10
02/11/2021 08:36 HUMBERTO CESAR DE OLIVEIRA BATISTA, histórico de teste: Área: Física Mecânica Clássica- Teste Final
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A cada manhã muitas maças estão caindo de uma macieira no sítio do
sr. Antônio. Ele está preocupado em perder sua produção e pretende
colocar uns cestos para aparar a queda das maças. Ele pede ao seu
filho João para ficar lá na macieira e pegar cada maça que for caindo
da árvore.
João tem 1,50m de altura e não sabe se vai conseguir aparar as
maças, pois a árvore é bem maior que ele.
Se a árvore tem 7,5 metros de altura, e as frutas estão caindo em linha
reta para tocar o chão, quanto tempo aproximadamente uma fruta
levará para cair até a altura de João para que ele possa se preparar
para pegar as maçãs, sem deixar elas tocarem no chão?
Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s .2
 ~ 3s 
 ~ 1s Correto!Correto!
Alternativa correta.
Para essa questão utilizaremos a fórmula de altura na queda livre.
Considerando que h(altura) será (7,5m - 1,5m), e g = 10m/s2,
então:
t2 = (2 x 6m)/ 10 m/s2 = 12m / 10m/s2 >> t = >> t =
1,095s
Sendo assim, a fruta ao cair da árvore chegará na cesta do João
em aproximadamente 1s.
h = e =
gt2
2
t2 2.h
g
1, 2 s2
− −−−−√
 ~ 0,5s 
 ~ 4s 
 ~ 2,5s 
Pontuação do teste: 10 de 10
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