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Jean Pegoraro-Física Grupo de Estudos UFRGS e ENEM FÍSICA Prof: CLAYTON REIS JEAN PEGORARO Jean Pegoraro-Física Jean Pegoraro-Física Sumário CINEMÁTICA (Conceitos) ................... 3 MRU .................................................. 5 MRUV ................................................ 7 GRÁFICOS (MRU e MRUV) ................. 9 MQL ................................................. 12 LANÇAMENTO OBLÍQUO .................. 14 MOVIMENTO CIRCULAR .................. 16 DINÂMICA (Leis de Newton) ............ 18 TRABALHO E POTÊNCIA ................... 23 CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ............ 26 MOMENTUN LINEAR E IMPULSO ..... 30 COLISÕES ......................................... 33 PÊNDULOS ....................................... 36 TORQUE ........................................... 38 GRAVITAÇÃO ................................... 40 HIDROSTÁTICA ................................. 43 DILATAÇÃO ...................................... 46 CALORIMETRIA ................................ 49 TERMODINÂMICA (Gases Perfeitos) 54 LEIS DA TERMODINÂMICA ............... 58 ONDAS ............................................. 62 FENÔMENOS ONDULATÓRIOS ......... 65 ACÚSTICA ......................................... 68 ÓPTICA - ESPELHOS .......................... 70 ÓPTICA - LENTES .............................. 73 ELETROSTÁTICA (Eletrização e Lei de Coulomb) ......................................... 77 CAMPO ELÉTRICO ............................ 80 POTENCIAL ELÉTRICO ....................... 83 LEI DE OHM ...................................... 85 CIRCUITO ......................................... 89 MAGNETISMO ................................. 95 1° FENÔMENO ................................. 97 2° FENÔMENO ................................. 99 3° FENÔMENO ................................ 102 MODERNA (Efeito fotoelétrico) ...... 107 MODERNA (Processos Nucleares e Radioatividade) .............................. 110 MODERNA (Modelos Atômicos) ...... 114 MODERNA (Relatividade) ............... 117 Jean Pegoraro-Física 3 CINEMÁTICA (Conceitos) 1) De um avião que voa de leste para oeste abandona-se um projétil. Em relação a um observador fixo no solo, a trajetória do projétil será: a) Um arco de circunferência. b) Parabólica. c) Elíptica. d) Uma reta inclinada. e) Uma reta vertical. 2) O tempo médio de um atleta olímpico para a corrida de 100 metros rasos é de 10 segundos. A velocidade média desse atleta em km/h é de aproximadamente? a) 12. d) 48. b) 24. e) 60. c) 36. 3) Um automóvel percorre uma distância de 400 km em 5 horas. Acerca de sua velocidade podemos afirmar que: a) Durante todo o percurso o velocímetro marcou 80 km/h. b) Em nenhum instante o velocímetro pode ter marcado 60 km/h c) Na metade do percurso, o velocímetro marcava 40 km/h. d) O velocímetro pode ter marcado 100 km/h. e) É impossível um automóvel efetuar o movimento descrito. 4) Um carro percorreu a metade de uma estrada viajando a 30 km/h e a outra metade da estrada a 60 km/h. Sua velocidade média no percurso total foi em km/h. Sua velocidade média no percurso total foi, em km/h, de? a) 60. b) 54. c) 48. d) 40. e) 30 5) Durante décadas, a velocidade máxima permitida, nas rodovias do RS, foi de 80km/h. Com a melhoria das condições de trafegabilidade, esta velocidade, gradativamente, está sendo aumentada para 100 km/h. Suponha que dois carros, A e B, saindo, simultaneamente, de POA rumo ao litoral, deslocando-se 160km. Se A desenvolve a velocidade média de 100 km/h e B a velocidade média de 80 km/h, então o tempo, em minutos, que A chegará antes que B ao destino será de: a) 0,4. b) 7,5. c) 1,5. d) 24. e) 40. 6) Dizer que um movimento se realiza com uma aceleração escalar constante de 5 m/s² significa que: a) Em cada segundo, o móvel se desloca 5 metros. b) Em cada segundo, a velocidade do móvel varia 5 m/s. c) Em cada segundo, a aceleração do móvel varia 5 m/s. d) Em cada 5 segundos o móvel percorre um metro. e) Em cada 5 segundos a velocidade do móvel varia 5 m/s. 7) Todas as afirmações estão certas exceto: a) É possível termos o vetor velocidade e aceleração em sentidos contrários em um movimento. b) É possível termos aceleração perpendicular ao sentido do movimento como a nossa aceleração gravitacional. c) Aceleração é uma grandeza vetorial que nem sempre tem o mesmo sentido da velocidade resultante do corpo. d) Quando soltamos um corpo de um prédio ele sofre uma aceleração chamada aceleração gravitacional sempre orientada para baixo. e) Se a velocidade de um corpo é diferente de zero e constante ao longo de uma trajetória, necessariamente sua aceleração deve ser constante e diferente de zero também. Jean Pegoraro-Física 4 8) Quando a aceleração tangencial de um movimento é Não nula: a) A trajetória é retilínea. b) O móvel descreve uma curva. c) A velocidade vetorial é constante. d) A velocidade vetorial varia em módulo. e) A velocidade vetorial varia em direção. 9) Um automóvel que vinha a 72 km/h é freado em 10 segundos. Qual o valor absoluto da aceleração média do automóvel durante a frenagem. a) zero. b) 7,2 m/s². c) 3,6 m/s². d) 2 m/s². e) 20 m/s². 10)(UFRGS) Um automóvel que trafega em uma autoestrada reta e horizontal, com velocidade constante, está sendo observado de um helicóptero. Relativamente ao solo, o helicóptero voa com velocidade constante de 100km/h, na mesma direção e no mesmo sentido do movimento do automóvel. Para o observador situado no helicóptero, o automóvel avança a 20 km /h. Qual é, então, a velocidade do automóvel relativamente ao solo? a) 120km/h b) 100km/h c) 80km/h d) 60km/h e) 20km/h 11) Uma motocicleta com velocidade constante de 20m/s ultrapassa um trem de comprimento 100m e velocidade 15m/s. A duração da ultrapassagem é: a) 5s. b) 15s. c) 20s. d) 25s. e) 30s 12(UFRGS 2015) Em 2014 comemoram-se os 50 anos do início da operação de trens de alta velocidade no Japão, os chamados trens-bala. Considere que um desses trens desloca-se com uma velocidade constante de 360 km/h, porém em sentido contrário. Nesse caso, o módulo da velocidade relativa dos trens, em m/s é igual a a) 50. b) 100. c) 200. d) 360. e) 720. GABARITO 1b 2c 3d 4d 5d 6b 7e 8d 9d 10a 11c 12c Jean Pegoraro-Física 5 MRU 1)(UFRGS) A tabela registra dados do deslocamento em função do tempo t, referentes ao movimento retilíneo uniforme de um móvel. Qual é a velocidade desse móvel? t(s) x(m) 0 0 2 6 5 15 9 27 a) 1/9 m/s. b) 1 m/s. c) 3 m/s. d) 6 m/s. e) 15 m/s. 2)(UFRGS) Dois automóveis, um de Porto Alegre e outro de Cidreira, distanciados em 100 km, partem simultaneamente um ao encontro do outro, pela estrada, andando sempre a 60 km/h e 90 km/h, respectivamente. Ao fim de quanto tempo eles se encontrarão? a) 30 min. b) 40 min. c) 1h. d) 1he6min. e) 1he40min. 3) A velocidade média de um automóvel que durante os primeiros 150km de viajem deslocou- se a 50 km/h e nos 700 km seguintes a 100km/h, é: a) 55 km/h. b) 60 km/h. c) 65 km/h. d) 85 km/h. e) 70 km/h. 4) Um patrulheiro viajando em um carro dotado de radar a uma velocidade de 60 km/h em relação a um referencial fixo no solo do carro é ultrapassado por outro automóvel que viaja no mesmo sentido que ele. A velocidade (do carro que ultrapassou) indicada pelo radar após a ultrapassagemé de 30 km/h. A velocidade do automóvel em relação ao solo é, em km/h, igual a: a) 30. b)45. c) 60. d) 75. e) 90. 5)(UFRGS) Um automóvel A, faz o percurso de ida e volta sobre o mesmo trecho, de 20 km, de uma rodovia. Na ida sua velocidade média é de 60 km/h e na volta sua velocidade média é de 40 km/h, sendo tA o intervalo de tempo para completar a viagem. Outro automóvel, B, faz o mesmo percurso, mas vai e volta com a mesma velocidade média, de 50 km/h, completando a viagem em um intervalo de tempo tB. Qual é a razão tA/tB entre os citados intervalos de tempo? a) 5/4. b) 25/24. c) 1. d) 25/28. e) 5/6. 6)(UFRGS) Três móveis, A, B, C deslocam-se com velocidades constantes cujos módulos são designados por VA, VB e VC respectivamente. O móvel A percorre, em um dado intervalo de tempo, o dobro da distância percorrida por B no mesmo intervalo de tempo. O móvel C necessita do triplo desse intervalo de tempo para percorrer a mesma distância percorrida por A. Se VB é igual a 3 m/s, VA e Vc valem, respectivamente, em m/s? a) 2 e 3. b) 6 e 2. c) 3 e 1. d) 3 e 2. e) 9 e 2. Jean Pegoraro-Física 6 7)(UFRGS) O tempo de reação tR de um condutor de um automóvel é definido como o intervalo de tempo decorrido entre o instante em que o condutor se depara com uma situação de perigo e o instante em que aciona os freios. Um automóvel trafega com velocidade constante de módulo V= 54 km/h em uma pista horizontal. Em dado instante, o condutor visualiza uma situação de perigo, e seu tempo de reação a essa situação é de 4/5 de segundos, como ilustra na sequência de figuras baixo. Considerando-se que a velocidade do automóvel permaneceu inalterada durante o tempo de reação tR, é correto afirmar que a distância dr(distância de frenagem) é de: a) 3,0m. b) 12,0m. c) 43,2m. d) 60,0m. e) 67,5m. 8)(UFRGS) Um caminhão percorre três vezes o mesmo trajeto. Na primeira, sua velocidade média é de 15 m/s e o tempo de viagem é t1. Na segunda, sua velocidade média é de 20 m/s e o tempo de viagem é t2. Se, na terceira, o tempo de viagem for igual a (t1+t2)/2, qual será a velocidade media do caminhão nessa vez? a) 20,00 m/s. b) 17,50 m/s. c) 17,14 m/s. d) 15,00 m/s. e) 8,57 m/s. 9(ENEM) Uma empresa de transporte precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h. Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega? a) 0,7 b) 1,4 c) 1,5 d) 2,0 e) 3,0 GABARITO 1c 2b 3d 4e 5b 6b 7b 8c 9c Jean Pegoraro-Física 7 MRUV 1) Uma partícula inicialmente em repouso passa a ser acelerada constantemente à razão de 3,0 m/s 2 no sentido da trajetória. Após ter percorrido 24 m, sua velocidade é: a) 3,0 m/s. b) 8,0 m/s. c) 12,0 m/s. d) 72,0 m/s. e) 144 m/s 2) A distância da universidade até a zona oeste da cidade é de 24 km. Considerando a velocidade máxima permitida de 72 km/h, quantos minutos, no mínimo, uma pessoa deve gastar no percurso em trânsito completamente livre e velocidade constante? a) 28 min b) 24 min c) 20 min d) 18 min e) 16 min 2) Um trem com uma aceleração constante igual a 5 m/s². Se num dado instante sua velocidade é igual a 36 km/h. Então dois segundos após, sua velocidade será, em m/s, igual a: a) 46 b) 5 c) 20 d) 15 e) 25 3)(UFRGS) Um automóvel que trafega com velocidade constante de 10 m/s, em uma pista reta e horizontal, passa a acelerar uniformemente à razão de 60 m/s em cada minuto, mantendo essa aceleração durante meio minuto. A velocidade instantânea do automóvel, ao final desse tempo, e sua velocidade média, no mesmo intervalo de tempo, são respectivamente. a) 30 m/s e 15 m/s. b) 30 m/s e 20 m/s. c) 20 m/s e 15 m/s. d) 40 m/s e 20 m/s. e) 40 m/s e 25 m/s. 4)(UFRGS) Em uma manhã de março de 2001, a plataforma petrolífera P-36 da Petrobrás, foi a pique. Em apenas 3 minutos, ela percorreu 1320 metros de profundidade que a separavam do fundo do mar. Suponha que a plataforma, partindo do repouso acelerou uniformemente durante os primeiros 30 segundos, ao final do quais sua velocidade atingiu um valor V em relação ao fundo, e que, o restante do tempo, continuou a cair verticalmente, mas com velocidade constante de valor igual a V. Nessa hipótese, qual foi o valor V? a) 4 m/s. b) 7,3 m/s. c) 8,0 m/s. d) 14,6 m/s. e) 30,0m/s. 5)(UFRGS) Na figura abaixo o motorista avista um felino à sua frente. Ao apertar no freio para evitar à colisão a velocidade do automóvel passa a diminuir gradativamente, a aceleração constante de módulo 7,5 m/s². Sabendo que antes de apertar o freio ele estava com uma velocidade em módulo de 54 km/h. Nessas condições, é correto afirmar que, à distância percorrida depois que o motorista acionou o freio até parar é de: a) 2,0m. b) 6,0m. c) 15,0m. d) 24,0m. e) 30,0m. Jean Pegoraro-Física 8 6) Durante os jogos Olímpicos de 1989 os atletas que participaram das corridas de 100m rasos conseguiram realizar esse percurso em 9,98s. Considere as seguintes conclusões sobre os atletas feitas a partir dessa informação: I - Eles necessariamente têm uma aceleração de módulo constante ao longo de todo o percurso. II - Eles conseguem percorrer 10 m em menos de 1s. III - Eles têm uma velocidade média com módulo aproximadamente entre 48 km/h e 50 km/h. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas I e III. e) I, II e III. Instrução: A questão 7 refere-se ao enunciado abaixo. Um automóvel desloca-se por uma estrada retilínea plana e horizontal, com velocidade constante de módulo v. 7)(UFRGS 2013) Após algum tempo, os freios são acionados e o automóvel percorre uma distância d com as rodas travadas até parar. Desconsiderando o atrito com o ar, podemos afirmar corretamente que, se a velocidade inicial do automóvel fosse duas vezes maior à distância percorrida seria. a) d/4. b) d/2. c) d. d) 2d. e) 4d. 8)(UFRGS 2015) Os Trens MAGLEV, que têm como princípio de funcionamento a suspensão eletromagnética, entrarão em operação comercial no Japão, nos próximos anos. Eles podem atingir velocidades superiores a 550 km/h. Considere que um trem, partindo do repouso e movendo-se sobre um trilho retilíneo, é uniformemente acelerado durante 2,5 minutos até atingir 540 km/h. Nessas condições, a aceleração do trem, em m/s², é a) 0,1 b) 1 c) 60 d) 150 e) 216 GABARITO 1e 2c 3e 4c 5c 6b 7e 8b Jean Pegoraro-Física 9 GRÁFICOS (MRU e MRUV) 1)(UFRGS) O gráfico mostra o módulo das velocidades v em função do tempo t de dois móveis A e B que partiram da mesma posição inicial e deslocaram-se ao longo de uma reta. Com base neste gráfico, podemos afirmar que: a) O móvel A é alcançado por B em 5 segundos. b) A velocidade de B é o dobro de A aos 3 segundos. c) O móvel A percorre o dobro da distância do móvel B durante 5 segundos. d) O móvel B percorre uma distância maior do que o móvel A duranteos 5 segundos. e) A velocidade do móvel B é constante durante os 5 segundos. 2) Dois ciclistas A e B andam ao longo de uma ciclovia retilínea ocupando as posições X ao longo do tempo t, indicados na figura: Analisando-se o movimento a partir do gráfico pode-se afirmar que: a) Os dois ciclistas percorrem a mesma distância em 4s. b) O módulo da velocidade do ciclista A é constante em todo o percurso. c) O módulo da velocidade do ciclista B é maior do que a do A no instante 3s. d) O módulo da velocidade do ciclista B é sempre maior do que o a do A, ao longo do percurso. e) O ciclista A ultrapassa o ciclista B antes de transcorridos 4s. 3)(UFRGS) As figuras abaixo representam gráficos da aceleração a e da velocidade v, ambos em função do tempo t, de objetos em movimento retilíneo. Analise os pares de gráficos (I) (I'), (II) (II') e (III) (III'). Indique em que casos o gráfico dá velocidade em função do tempo refere-se corretamente ao gráfico da aceleração em função do tempo. a) Apenas em (I) (I’). b) Apenas em (I) (I’) e (II) (II’). c) Apenas em (II) (II’) e (III) (III’). d) Apenas em (I) (I’) e (III) (III’). e) Apenas em (III) (III’). 4)(UFRGS) Observe o gráfico abaixo, que mostra a velocidade instantânea V em função do tempo t de um móvel que se desloca em uma trajetória retilínea. Neste gráfico, I, II e III identificam, respectivamente, os intervalos de tempo de 0s a 4s, de 4s a 6s e de 6s a 14s. Nos intervalos de tempo indicados, as acelerações do móvel valem, em m/s², respectivamente. a) 20,40 e 20. b) 10, 20 e 5. c) 10, 0 e -5. d) -10, 0 e 5. e) -10, 0 e -5. Jean Pegoraro-Física 10 5) Dois carros, A e B, deslocam-se numa estrada retilínea como mostra o gráfico abaixo, onde x representa a distância percorrida durante o tempo t. Podemos afirmar que a velocidade do carro B a) é menor que a do carro A. b) é maior que a do carro A. c) é igual ao do carro A. d) cresce com o tempo. e) decresce com o tempo. 6)(UFRGS) A sequência de pontos na figura abaixo marca as posições, em intervalos de 1 segundo, de um corredor de 100 m rasos, desde a largada até após a chegada. Assinale o gráfico que melhor representa a velocidade instantânea do corredor. 7)(UFRGS) O Gráfico mostra as posições (x) de dois móveis, A e B, em função do tempo (t). Os movimentos ocorrem ao longo do eixo. Analisando o gráfico, pode-se verificar que: a) Em nenhum dos instantes o móvel A possui velocidade instantânea nula. b) O movimento do móvel B é uniformemente acelerado. c) O móvel B alcança A no instante t=4s. d) O módulo da velocidade instantânea do móvel A é sempre maior do que o do B. e) No instante t=3s, o módulo da velocidade instantânea do móvel B é maior do que o do A. INSTRUÇÃO: O gráfico que segue representa os movimentos unidimensionais de duas partículas, 1 e 2, observados no intervalo de tempo (0, tf). A partícula 1 segue uma trajetória partindo do ponto A, e a partícula 2, partindo do ponto B. Essas partículas se cruzam no instante tC. 8)(UFRGS) As velocidades escalares das partículas 1 e 2 no instante tC e suas acelerações escalares são, respectivamente. a) V1<0 V2<0 a1>0 a2>0 b) V1>0 V2<0 a1>0 a2>0 c) V1<0 V2>0 a1<0 a2<0 d) V1>0 V2<0 a1<0 a2<0 e) V1>0 V2>0 a1>0 a2<0 Jean Pegoraro-Física 11 9)(UFRGS 2014) Cada um dos gráficos abaixo representa a posição em função do tempo para um movimento unidimensional (as partes curvas devem ser consideradas como segmentos de parábolas) No conjunto de gráficos a seguir, está representada a velocidade em função do tempo para seis situações distintas Considerando que as divisões nos eixos dos tempos são iguais em todos os gráficos, assinale a alternativa que combina corretamente os gráficos que descrevem, por pares, o mesmo movimento a) 1c - 2d - 3b d) 1c - 2f - 3d b) 1e - 2f - 3a e) 1e - 2d - 3b c) 1a - 2d - 3e Instrução: A questão 10 refere-se ao enunciado abaixo. Um automóvel desloca-se por uma estrada retilínea plana e horizontal, com velocidade constante de módulo v. 10)(UFRGS 2013) Em certo momento, o automóvel alcança um longo caminhão. A oportunidade de ultrapassagem surge e o automóvel é acelerado uniformemente até que fique completamente à frente do caminhão. Nesse instante, o motorista ―alivia o pé‖ e o automóvel reduz a velocidade uniformemente até voltar à velocidade inicial v. A figura abaixo apresenta cinco gráficos de distância (d) x tempo (t). Em cada um deles, está assinalado o intervalo de tempo (∆t) em que houve variação de velocidade. Escolha qual dos gráficos melhor reproduz a situação descrita acima. 11)(ENEM) Para melhorar a mobilidade urbana na rede metroviária é necessário minimizar o tempo entre estações. Para isso a administração do metrô de uma grande cidade adotou o seguinte procedimento entre duas estações: a locomotiva parte do repouso com aceleração constante por um terço do tempo de percurso, mantém a velocidade constante por outro terço e reduz sua velocidade com desaceleração constante no trecho final, até parar. Qual é o gráfico de posição (eixo vertical) em função do tempo (eixo horizontal) que representa o movimento desse trem? GABARITO 1c 2e 3e 4c 5c 6c 7e 8d 9a 10a 11c Jean Pegoraro-Física 12 MQL 1)(UFRGS) A figura representa a trajetória de uma bola que se move livremente da esquerda para a direita, batendo repetidamente no piso horizontal de um ginásio. Desconsiderando-se a pequena resistência que o ar exerce sobre a bola, selecione a alternativa que melhor representa – em módulo, direção e sentido– a aceleração do centro de gravidade da bola nos pontos P, Q e R, respectivamente. . 2)(UFRGS) A figura abaixo representa uma esfera de madeira (M) e uma de chumbo (C), ambas inicialmente em repouso, no topo de uma torre que tem altura H em relação ao solo. A esfera C é vinte vezes mais pesada do que a esfera M. Num experimento, primeiro se soltam as esferas M e C juntas; depois, no instante em que a esfera M. Se encontra à altura H/2, solta-se a esfera C. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo abaixo. Desprezando-se os efeitos do ar sobre o movimento das esferas, pode-se afirmar que, quando a esfera M atinge o solo, a esfera C se encontra a uma altura ......... H/2 e que, comparando-se os módulos das velocidades das esferas ao atingirem a altura H/2, o módulo da velocidade da esfera M é ......... da esfera C. a) maior do que – igual ao. b) maior do que – menor do que o. c) menor do que – igual ao. d) menor do que – menor do que o. e) igual a – igual ao. 3)(UFRGS) Lança-se um corpo para cima na vertical; no instante em que ele pára, é nula? a) A massa do móvel. b) A aceleração do móvel. c) A ação gravitacional. d) A velocidade do móvel. e) A corpo não para. Instrução: As questões 4 e 5 estão relacionadas ao enunciado abaixo. Um objeto é lançado da superfície da Terra verticalmente para cima e atinge a altura de 7,2 m. Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2 e despreze a resistência do ar. 4)(UFRGS) Qual foi a velocidade com que o objeto foi lançado? a) 144m/s. b) 72m/s. c) 14,4m/s. d) 12m/s. e) 1,2m/s. 5)(UFRGS) Sobre o movimento do objeto, são feitas as seguintes afirmações. I - Durante a subida, os vetores velocidade eaceleração têm sentidos opostos. II - No ponto mais alto da trajetória, os vetores velocidade e aceleração são nulos. III - Durante a descida, os vetores velocidade e aceleração têm mesmo sentido. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas I e III. e) Apenas II e III. Jean Pegoraro-Física 13 Instruções: referentes às questões 6 e 7. Um objeto é lançado da superfície da Terra ver- ticalmente para cima com velocidade de módulo igual a 40 m/s, atingindo uma altura máxima H. (Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2 e desprezando a resistência do ar.) 6)(UFRGS) Se soltarmos um segundo objeto que estava em repouso dessa mesma altura H, quanto tempo ele vai demorar até chegar ao solo? a) 1s. b) 2s. c) 3s. d) 4s. e) 5s. 7) (UFRGS) Quanto que vale a razão V1/V2. Onde V1 é velocidade inicial do primeiro objeto e V2 é a velocidade que o segundo objeto tem ao colidir com o solo. a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. 8)(UFRGS) Um projétil de brinquedo é arremessado verticalmente para cima, da beira da sacada de um prédio, com uma velocidade inicial de 10 m/s. O projétil sobe livremente e, ao cair, atinge a calçada do prédio com uma velocidade de módulo igual a 30 m/s. Indique quanto tempo o projétil permaneceu no ar, supondo o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e desprezando os efeitos de atrito sobre o movimento do projétil. a) 1s. b) 2s. c) 3s. d) 4s. e) 5s. 9) Duas esferas de aço, A e B, de massas ma=2kg e mb=1kg, são abandonadas de uma mesma altura e ao mesmo tempo. Desprezando a resistência do ar, podemos afirmar que: a) O corpo A chega primeiro ao solo que o corpo B. b) O corpo B chega primeiro ao solo que o corpo A. c) Não podemos afirmar qual dos corpos chega primeiro. d) O corpo A chega três vezes mais rápido que o corpo B. e) Ambos chegam juntos ao solo. 10) Um objeto lançado de baixo para cima, a partir do solo, possui no ponto de altura máxima: a) velocidade nula b) aceleração nula c) velocidade e aceleração nulas d) força gravitacional nula e) tempo nulo GABARITO 1e 2a 3d 4d 5d 6d 7a 8d 9e 10a Jean Pegoraro-Física 14 LANÇAMENTO OBLÍQUO As questões 1 e 2 referem-se ao enunciado abaixo. Na figura que segue, estão representadas as trajetórias de dois projéteis, A e B, no campo gravitacional terrestre. O projétil A é solto da borda de uma mesa horizontal de altura H e cai verticalmente; o projétil B é lançado da borda dessa mesa com velocidade horizontal de 1,5 m/s. O efeito do ar é desprezível no movimento desses projéteis. 1)(UFRGS) Se o projétil A leva 0,4s para atingir o solo, quanto tempo levará o projétil B? a) 0,2s. b) 0,4s. c) 0,6s. d) 0,8s. e) 1,0 s. 2)(UFRGS) Qual será o alcance horizontal do projétil B? a) 0,2m. b) 0,4m. c) 0,6m. d) 0,8m. e) 1,0m. 3)(UFRGS) A figura abaixo representa as trajetórias dos projéteis A e B, desde seu lançamento simultâneo do topo de uma torre, até atingirem o solo, considerado perfeitamente horizontal. A altura máxima é a mesma para as duas trajetórias, e o efeito do ar, desprezível nesses movimentos. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo abaixo. O projétil A atinge o solo ......... o projétil B. Sobre a componente horizontal da velocidade no ponto mais alto da trajetória, pode-se afirmar que ela é ........ . a) Antes que – nula para ambos os projéteis b) Antes que – maior para o projétil B do que para o projétil A c) Antes que – menor para o projétil B do que para o projétil A d) Ao mesmo tempo em que – menor para o projétil B do que para o projétil A e) Ao mesmo tempo em que – maior para o projétil B do que para o projétil A. 4) Uma esfera está deslizando sobre uma mesa sem atritos, com certa velocidade v0. Quando a esfera abandona a superfície da mesa, projetando-se no vácuo, descreve a trajetória representada na figura abaixo. A altura da mesa Y é de 5 m e o alcance horizontal X é 10 m. Qual a velocidade inicial v0 da esfera, em m/s? a) 2 b) 4 c) 5 d) 8 e) 10 Jean Pegoraro-Física 15 5)(UFRGS15) Em uma região onde a aceleração da gravidade tem módulo constante, um projétil é disparado a partir do solo, em uma direção que faz um ângulo α com a horizontal, conforme representado na figura abaixo. Assinale a opção que, desconsiderando a resistência do ar, indica os gráficos que melhor representam, respectivamente, o comportamento da componente horizontal e da componente vertical, da velocidade do projétil, em função do tempo. a) I e V b) II e V c) II e III d) IV e V e) V e II 6)(UFRGS) A figura representa as trajetórias do movimento de duas pequenas esferas, A e B, caindo sob a ação do campo gravitacional terrestre. O atrito com o ar é desprezível. No mesmo instante em que se deixou cair A livremente, B foi projetada horizontalmente da mesma cota. Qual das esferas chega antes ao solo e por quê? a) A chega antes porque é acelerada diretamente pela gravidade. b) B chega antes porque possui velocidade inicial. c) A chega antes porque descreve uma trajetória mais curta. d) Ambas chegam juntas porque, com relação a direção vertical, elas possuem a mesma velocidade inicial e sofrem a mesma aceleração. e) Ambas chegam juntas porque a velocidade inicial de B é compensada por uma aceleração menor GABARITO 1b 2c 3e 4e 5b 6d Jean Pegoraro-Física 16 MOVIMENTO CIRCULAR 1)(UFRGS) O volante de um motor gira com movimento circular uniforme completando 120 voltas em um minuto. Qual é o período desse movimento? a) 1,2 x10 -3 s. b) 0,8 x 10 -3 s. c) 0,5s. d) 2s. e) 20s. 2)(UFRGS) Uma roda de raio R igual a 1,0m gira uniformemente, completando 20 voltas por segundo. Qual é o módulo da velocidade tangencial de um ponto dessa roda localizado em R/2? a) 10 π m/s. b) 20 π m/s. c) 25 π m/s. d) 40 π m/s. e) 45 π m/s. 3)(UFRGS) Para um observador O, um disco metálico de raio r gira em movimento uniforme em torno de seu próprio eixo, que permanece em repouso. Considere as seguintes afirmações sobre o movimento do disco. I - O módulo v da velocidade linear é o mesmo para todos os pontos do disco, com exceção do seu centro. II - O módulo ω da velocidade angular é o mesmo para todos os pontos do disco, com exceção do seu centro. III - Durante uma volta completa, qualquer ponto da periferia do disco percorre uma distância igual a 2πr. Quais estão corretas do ponto de vista do observador O? a) Apenas II. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 4)(UFRGS) X e Y são dois pontos da superfície da Terra. O ponto X encontra-se sobre a linha do Equador, e o ponto Y sobre o trópico de Capricórnio. Designando por ωx e ωy, respectivamente, as velocidades angulares de X e Y em torno do eixo polar e por ax e ay as correspondentes acelerações centrípetas, é correto afirmar que: a) ωx < ωy e ax = ay. b) ωx > ωy e ax = ay. c) ωx = ωy e ax > ay. d) ωx = ωy e ax = ay. e) ωx = ωy e ax < ay. 5)(UFRGS) Na temporada automobilística de Fórmula 1 do ano passado, os motores dos carros de corrida atingiram uma velocidade angular de 18000 rotações por minuto. Em rad/s, qual é o valor dessa velocidade? a) 300π. b) 600π. c) 9000π. d) 18000π. e) 36000π. 6)(UFRGS) Levando-se em conta unicamente o movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo imaginário, qual é aproximadamente a velocidade tangencial de um ponto na superfície da Terra, localizado sobre o equadorterrestre? (Considere π =3,14; raio da Terra RT=6.000 km.). a) 440km/h. b) 800 km/h. c) 880 km/h. d) 1.600 km/h. e) 3.200 km/h. Jean Pegoraro-Física 17 7)(UFRGS 2013) A figura apresenta esquematicamente o sistema de transmissão de uma bicicleta convencionaI. Na bicicleta, a coroa A conecta-se à catraca B através da correia P. Por sua vez, B é ligada à roda traseira R, girando com ela quando o ciclista está pedalando. Nesta situação, supondo que a bicicleta se move sem deslizar, as magnitudes das velocidades angulares, ωA, ωB e ωR, são tais que a) ωA < ωB = ωR b) ωA = ωB < ωR c) ωA = ωB = ωR d) ωA < ωB < ωR e) ωA > ωB = ωR 8)(UFRGS 2014) Um móvel percorre uma trajetória fechada, representada na figura abaixo, no sentido anti-horário Ao passar pela posição P, o móvel está freando. Assinale a alternativa que melhor indica, nessa posição, a orientação do vetor aceleração total do móvel a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 9)(ENEM 2014)Um professor utiliza essa história em quadrinhos para discutir com os estudantes o movimento de satélites. Nesse sentido, pede a eles que analisem o movimento do coelhinho, considerando o módulo da velocidade constante Desprezando a existência de forças dissipativas, o vetor aceleração tangencial do coelhinho, n terceiro quadrinho, é a)nulo b)paralelo à sua velocidade linear e no mesmo sentido. c)paralelo à sua velocidade linear e no sentido oposto. d) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para o centro da Terra. e) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para fora da superfície da Terra. GABARITO 1c 2b 3d 4c 5b 6d 7a 8d 9a Jean Pegoraro-Física 18 DINÂMICA (Leis de Newton) 1)(UFRGS) Considere o movimento de um veículo, totalmente fechado, sobre uma estrada perfeitamente plana e horizontal. Nesse contexto, o solo constitui um sistema de referência inercial, e o campo gravitacional é considerado uniforme na região. Suponha que você se encontre sentado no interior desse veículo, sem poder observar nada do que acontece do lado de fora. Analise as seguintes afirmações relativas à situação descrita. I. Se o movimento do veículo fosse retilíneo e uniforme, o resultado de qualquer experimento mecânico realizado no interior do veículo em movimento seria idêntico ao obtido no interior do veículo parado. II. Se o movimento do veículo fosse acelerado para frente, você perceberia seu tronco se inclinando involuntariamente para trás. III. Se o movimento do veículo fosse acelerado para a direita, você perceberia seu tronco se inclinando involuntariamente para a esquerda. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas I e II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 2)(UFRGS) Durante o intervalo de tempo em que uma única força age sobre um corpo, esse corpo necessariamente: a) tem o módulo de sua velocidade aumentando. b) adquiri um movimento uniformemente retardado. c) adquire um movimento com velocidade constante. d) varia a velocidade. e) adquire um movimento uniformemente acelerado. As instruções 3 e 4 referem-se ao enunciado abaixo Dois blocos, de massas m1=3kg e m2=1kg ligados por um fio inextensível, podem deslizar sem atrito sobre um plano horizontal. Esses blocos são puxados por uma força horizontal F de módulo F=6N, conforme a figura abaixo. (Desconsidere a massa do fio.) 3)(UFRGS) A tensão no fio que liga os dois blocos é a) zero b) 2,0N c) 4,0N d) 4,5N e) 6,0N 4)(UFRGS) As forças resultantes sobre m1 e m2 são, respectivamente, a) 3,0N e 1,5 N b) 4,5N e 1,5N c) 4,5N e 3,0N d) 6,0N e 3,0N e) 6,0N e 4,5N 5)(UFRGS) Considere as afirmações a respeito da aceleração de uma partícula, sua velocidade instantânea e a força resultante sobre ela. I – Qualquer que seja a trajetória da partícula, a aceleração tem sempre a mesma direção e sentido da força resultante. II – Em movimentos retilíneos com aceleração, a velocidade instantânea tem sempre a mesma direção da força resultante, mas pode ou não ter o mesmo sentido dela. III – Em movimentos curvilíneos, a velocidade instantânea tem sempre a mesma direção e sentido da força resultante. Quais estão corretas? a) Apenas I d) Apenas I e II b) Apenas II e) Apenas II e III c) Apenas III Jean Pegoraro-Física 19 6)(UFRGS) Um cubo maciço e homogêneo, cuja massa é de 1,0 kg, está em repouso sobre uma superfície plana horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o cubo e a superfície vale 0,30. Uma força F, horizontal, é então aplicada sobre o centro de massa do cubo. (Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2 .) Assinale o gráfico que melhor representa a intensidade f da força de atrito estático em função da intensidade F da força aplicada. Instrução: As questões 7 e 8 referem-se ao enunciado abaixo. Um cubo de massa 1,0 kg, maciço e homogêneo, está em repouso sobre uma superfície plana horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o cubo e a superfície valem, respectivamente, 0,30 e 0,25. Uma força F, horizontal, é então aplicada sobre o centro de massa do cubo. (Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s 2 .) 7)(UFRGS) Se a intensidade da força F é igual a 2,0 N, a força de atrito estático vale a) 0,0 N. b) 2,0 N. c) 2,5 N. d) 3,0 N. e) 10,0 N. 8)(UFRGS) Se a intensidade da força F é igual a 6,0 N, o cubo sofre uma aceleração cujo módulo é igual a a) 0,0 m/s 2 . b) 2,5 m/s 2 . c) 3,5 m/s 2 . d) 6,0 m/s 2 . e) 10,0 m/s 2 . 9)(UFRGS) Um dinamômetro, em que foi suspenso um cubo de madeira, encontra-se em repouso, preso a um suporte rígido. Nessa situação, a leitura do dinamômetro é de 2,5 N. Uma pessoa puxa, então, o cubo verticalmente para baixo, fazendo aumentar a leitura do dinamômetro. Qual será o módulo da força exercida pela pessoa sobre o cubo, quando a leitura do dinamômetro for 5,5 N? a) 2,2 N b) 2,5 N c) 3,0 N d) 5,5 N e) 8,0 N Jean Pegoraro-Física 20 10)(UFRGS) A figura representa um pêndulo cônico ideal que consiste em uma pequena esfera suspensa a um ponto fixo por meio de um cordão de massa desprezível. Para um observador inercial, o período de rotação da esfera, em sua órbita circular, é constante. Para o mesmo observador, a resultante das forças exercidas sobre a esfera aponta a) verticalmente para cima b) verticalmente para baixo c) tangencialmente no sentido do movimento d) para o ponto fixo e) para o centro da órbita 11)(UFRGS) Uma pessoa, parada às à margem de um lago congelado cuja superfície é perfeitamente horizontal, observa um objeto em forma de disco que, em certo trecho, desliza com movimento retilíneo uniforme, tendo uma de suas faces planas em contato com o gelo. Do ponto de vista desse observador, considerado inercial, qual das alternativas indica o melhor diagrama para representar as forças exercidas sobre o disco nesse trecho? (Supõe-se a ausência total de forças dissipativas, como o atrito com a pista ou com o ar.) 12)(UFRGS) Um automóvel pode desenvolver uma aceleração máxima de 2,7 m/s². Qual seria sua aceleração máxima se ele estivesse rebocando outro carro cuja massa fosse o dobro da sua? a) 2,5 m/s² b) 1,8 m/s² c) 1,5 m/s² d) 0,9 m/s² e) 0,5m/s² 13)(UFRGS) Duas partículas de massas diferentes, m1 e m2, estão sujeitas a uma mesma força resultante. Qual é a relação entre as respectivas acelerações a1 e a2, dessas partículas? a) a1=a2 b) a1=(m1+m2).a2 c) a1=(m2/m1).a2 d) a1=(m1/m2).a2 e) a1=(m1.m2).a2 14)(UFRGS 2015) Dois blocos,1 e 2, sã arranjados de duas maneiras distintas e empurrados sobre uma superfície sem atrito, por uma mesma força horizontal F. As situações estão representadas nas figuras I e II abaixo. Considerando que a massa do bloco 1 é m1 e que a massa do bloco 2 é m2=3m1 , a opção que indica corretamente a intensidade da força que atua entre os blocos, nas situações I e II, é, respectivamente a) F/4 e F/4 b) F/4 e 3F/4 c) F/2 e F/2 d) 3F/4 e F/4 e) F e F Jean Pegoraro-Física 21 15)(UFRGS) A massa de uma partícula X é 10 vezes maior do que a massa de uma partícula Y. Se as partículas colidirem frontalmente uma com a outra, pode-se afirmar que, durante a colisão, a intensidade da força exercida por X sobre Y, comparada à intensidade da força exercida por Y sobre X, será: a) 100 vezes menor. d) 10 vezes maior. b) 10 vezes menor. e) 100 vezes maior. c) igual. 16)(UFRGS 2013) Nas figuras (X) e (Y) abaixo, está representado um limpador de janelas trabalhando em um andaime suspenso pelos cabos 1 e 2, em dois instantes de tempo. Durante o intervalo de tempo limitado pelas figuras, você observa que o trabalhador caminha sobre o andaime indo do lado esquerdo, figura (X), para o lado direito, figura (Y). Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas da sentença abaixo, na ordem em que aparecem. Após o trabalhador ter-se movido para a direita (figura (Y)), podemos afirmar corretamente que, em relação à situação inicial (figura (X)), a soma das tensões nos cabos 1 e 2 ........ , visto que......... a) permanece a mesma - as tensões nos cabos 1 e 2 permanecem as mesmas. b) permanece a mesma - a diminuição da tensão no cabo 1 corresponde a igual aumento na tensão no cabo 2. c) aumenta - aumenta a tensão no cabo 2 e permanece a mesma tensão no cabo 1. d) aumenta - aumenta a tensão no cabo 1 e permanece a mesma tensão no cabo 2. e) diminui - diminui a tensão no cabo 1 e permanece a mesma tensão no cabo 2. A questão 17 refere-se ao enunciado abaixo. Um estudante movimenta um bloco homogêneo de massa M, sobre uma superfície horizontal, com forças de mesmo módulo F, conforme representa a figura abaixo. Em X, o estudante empurra o bloco; em Y, o estudante puxa o bloco; em Z, o estudante empurra o bloco com força paralela ao solo. 17)(UFRGS 2013) A força normal exercida pela superfície é, em módulo, igual ao peso do bloco a) apenas na situação X. b) apenas na situação Y. c) apenas na situação Z. d) apenas nas situações X e Y. e) em X, Y e Z. 18)(UFRGS 2014) Nas figuras abaixo, blocos idênticos estão suspensos por cordas idênticas em três situações distintas,1,2,3. Assinale a alternativa que apresenta as situações na ordem crescente de probabilidade de rompimento das cordas. (O sinal de igualdade abaixo indica situações com mesma probabilidade de rompimento) a) 3, 2, 1 b) 3, 2 = 1 c) 1, 2, 3 d) 1 = 2, 3 e) 1 = 2 = 3 Jean Pegoraro-Física 22 19)(ENEM) Os freios ABS são uma importante medida de segurança no trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas do carro quando o sistema de freios é acionado, liberando as rodas quando estão no limiar do desliza mento. Quando as rodas travam, a força de frenagem é governada pelo atrito cinético. As representações esquemáticas da força de atrito fat entre os pneus e a pista, em função da pressão p aplicada no pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são: 20)(ENEM 2013) Em um dia sem vento ao saltar de um avião um paraquedista cai verticalmente até atingir a velocidade limite. No instante em que o para quedas é aberto (instante TA), ocorre a diminuição de sua velocidade de queda. Algum tempo após a abertura do para quedas, ele passa a ter velocidade de queda constante, que possibilita sua aterrissagem em segurança. Que gráfico representa a força resultante sobre o paraquedista durante o movimento de queda. GABARITO 1e 2d 3d 4b 5d 6c 7b 8c 9c 10e 11a 12d 13c 14d 15c 16b 17c 18a 19a 20b Jean Pegoraro-Física 23 TRABALHO E POTÊNCIA 1) Uma força de 10 N, atuando no sentido do movimento de um corpo de 2,0 kg de massa, desloca-se realizando um trabalho de 40 J. Conclui-se que o deslocamento é de: a) 2,0 m b) 4,0 m c) 5,0 m d) 20 m e) 80 m 2) A figura representa o gráfico do módulo F de uma força que atua sobre um corpo em função do seu deslocamento x. Sabe-se que a força atua sempre na mesma direção e sentido do deslocamento. Pode-se afirmar que o trabalho dessa força no trecho representado pelo gráfico é, em joules, a) 0. b) 2,5. c) 5,0. d) 7,5. e) 10. 3) Um corpo de massa igual a 5 kg é levantado verticalmente, com velocidade constante, a uma altura de 5 m. Sendo g= 10 m/s², o trabalho realizado pela força peso do corpo, durante esse levantamento é de: a) 250 J b) -250 J c) 25 J d) -25 J e) 5 J 4)(UFRGS) Um balde cheio de argamassa, pesando ao todo 200 N, é puxado verticalmente por um cabo para o alto de uma construção, à velocidade constante de 0,5 m/s. Considerando-se a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2 , a energia cinética do balde e a potência a ele fornecida durante o movimento valerão, respectivamente, a) 2,5 J e 10 W. b) 2,5 J e 100 W. c) 5 J e 100 W. d) 5 J e 400 W. e) 10 J e 10 W. 5)(UFRGS) O resgate de trabalhadores presos em uma mina subterrânea no norte do Chile foi realizado através de uma cápsula introduzida numa perfuração do solo até o local em que se encontravam os mineiros, a uma profundidade da ordem de 600 m. Um motor com potência total aproximadamente igual a 200,0 kW puxava a cápsula de 250 kg contendo um mineiro de cada vez. Considere que para o resgate de um mineiro de 70 kg de massa a cápsula gastou 10 minutos para completar o percurso e suponha que a aceleração da gravidade local é 9,8 m/s 2 . Não se computando a potência necessária para compensar as perdas por atrito, a potência efetivamente fornecida pelo motor para içar a cápsula foi de: a) 686 W, b) 2450 W, c) 3.136 W d) 18.816 W e) 41.160 W Jean Pegoraro-Física 24 6)(UFRGS) Um caixote se encontra em repouso sobre o piso horizontal de uma sala (considerada um sistema de referência inercial). Primeiramente, é exercida sobre o caixote uma força horizontal F0, de módulo igual a 100 N, constatando-se que o caixote se mantém em repouso devido ao atrito entre ele e o piso. A seguir, acrescenta-se ao sistema de forças outra força horizontal F1, de módulo igual a 20 N e de sentido contrário a F0, conforme representa a figura abaixo. A respeito da nova situação, é correto afirmar que o trabalho realizado subsequente pela resultante das forças exercidas sobre o caixote, no mesmo referencial da sala, é igual a a) zero, pois a força resultante é nula. b) 20 J para um deslocamento de 1 m. c) 160 J para um deslocamento de 2 m. d) 300 J para um deslocamento de 3m. e) 480 J para um deslocamento de 4 m. 7) Um bloco de massa 10kg está sujeita a uma força resultante, na mesma direção e sentido de seu deslocamento, que varia de acordo com o gráfico abaixo. Analisando o gráfico, é correto afirmar que: a) O movimento do bloco, entre 0 e 20m, foi retilíneo uniforme. b) A aceleração do bloco, na posição 10m é de 2,5m/s 2 c) Entre 20m e 40m, o bloco executa um movimento com aceleração negativa. d) Entre 20m e 40m o bloco recebe da força um trabalho de 60J. e) o trabalho total realizado foi 240J. 8) Uma empilhadeira elétrica transporta do chão até uma prateleira, a 6 m do chão, um pacote de 120 kg. O gráfico adiante ilustra a altura do pacote em funçãodo tempo. A potência aplicada ao corpo pela empilhadeira é, em watts: (considere g=10m/s²) a) 120 b) 360 c) 720 d) 1200 e) 2400 9) Sobre um bloco atuam as forças indicadas na figura às quais o deslocam 2m ao longo do plano horizontal. A intensidade da força F é F=100N. Analise as afirmações: I – O trabalho realizado pela força de atrito Fat é positivo. II – O trabalho realizado pela força F vale 200J. III- O trabalho realizado pela força peso P é diferente de zero IV - O trabalho realizado pela força normal N é nulo. Quais estão corretas? a) apenas I e II. b) apenas I e III. c) apenas II e IV. d) apenas II e III. e) apenas III e IV. Jean Pegoraro-Física 25 A questão 10 refere-se ao enunciado abaixo. Um estudante movimenta um bloco homogêneo de massa M, sobre uma superfície horizontal, com forças de mesmo módulo F, conforme representa a figura abaixo. Em X, o estudante empurra o bloco; em Y, o estudante puxa o bloco; em Z, o estudante empurra o bloco com força paralela ao solo. 10)(UFRGS 2013) O trabalho realizado pelo estudante para mover o bloco nas situações apresentadas, por uma mesma distância d, é tal que a) Wx = Wv = Wz. b) Wx =Wv < Wz. c) Wx > Wv > Wz. d) Wx > Wv = Wz. e) Wx < Wv < Wz. 11) Uma força horizontal de 20N arrasta por 5m um peso de 30N, sobre uma superfície horizontal. Os trabalhos realizados pela força de 20N e pela força peso, nesse deslocamento, valem, respectivamente: a) 100J e zero b) 100J e 150J c) 100J e 300J d) 150J e 600J e) 600J e 150J 12)(UFRGS ) O watt-hora é uma unidade de: a) trabalho. b) potência. c) força. d) potência por unidade de tempo. e) força por unidade de tempo. Instrução: A questões 13 refere-se ao enunciado abaixo. Na figura abaixo estão representados dois pêndulos simples, X e Y, de massas iguais a 100g. Os pêndulos, cujas hastes têm massas desprezíveis, encontram-se em repouso quando o pêndulo X é liberado de uma altura h=0,2m em relação a ele. Considere o módulo da aceleração da gravidade g=10m/s² 13)(UFRGS 2015) Qual foi o trabalho realizado pelo campo gravitacional sobre o pêndulo X, desde que foi liberado até o instante da colisão ? a) 0,02J b) 0,2J c) 2J d) 20J e) 200J GABARITO 1b 2c 3b 4b 5c 6a 7d 8b 9c 10b 11a 12a 13b Jean Pegoraro-Física 26 ENERGIA E CONSERVAÇÃO 1) Uma bola de 200 g de massa é abandonada desde uma altura de 10 m acima do solo. Considere que a energia mecânica na varia e que a aceleração gravitacional vale 10m/s², e a energia cinética da bola ao atingir o solo vale? a) 0,2 J b) 2,0 J c) 20 J d) 200 J e) 2000 J 2) Um carro de massa de 500 kg esta a uma velocidade de 36 km/h. Sabendo que ele tem uma energia cinética de 25kJ. Quanto de energia cinética esse mesmo carro vai ter se dobrarmos sua velocidade, em kJ? a) 25. b) 50. c) 75. d)100. e) 125. 3)(UFRGS) Uma partícula movimenta-se inicialmente com energia cinética de 250 J. Durante algum tempo, atua sobre ela uma força resultante com o módulo de 50 N, cuja orientação é, a cada instante, perpendicular à velocidade linear da partícula; nessa situação, a partícula percorre uma trajetória com o comprimento de 3 m. Depois, atua sobre a partícula uma força resultante em sentido contrário à sua velocidade linear, realizando um trabalho de -100 J. Qual é a energia cinética final da partícula? a)150 J b) 250 J c) 300 J d) 350 J e) 500 J 4)(UFRGS) Um objeto de massa igual a 0,5kg é arremessado verticalmente para cima. O valor de sua energia cinética, a uma altura y=4,0 m, é Ec=10,0 J. Qual é a altura máxima que o objeto atinge? (Despreze os atritos existentes e considere g= 10 m/s 2 .) a)1,0 m. b) 4,0 m. c) 6,0 m. d) 7,5 m. e) 15,0 m. 5)(UFRGS) Um projétil é lançado verticalmente para cima, a partir do solo, no campo gravitacional terrestre. Após atingir a altura máxima H, ele retorna ao ponto de lançamento. (Despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade constante ao longo da trajetória.) Qual dos pares de gráficos abaixo melhor representa a energia potencial gravitacional Ep e a energia cinética de translação Ec desse projétil, em função de sua altura y? Jean Pegoraro-Física 27 6)(UFRGS) Um objeto, com massa de 1kg, é lançado, a partir do solo, com energia mecânica de 20J. Quando o objeto atinge a altura máxima, sua energia potencial gravitacional relativa ao solo é de 7,5J. Desprezando-se a resistência do ar, e considerando-se a aceleração da gravidade com módulo de 10m/s², a velocidade desse objeto no ponto mais alto de sua trajetória é a) zero b) 2,5 m/s c) 5 m/s d) 12,5m/s e) 25,0m/s 7)(UFRGS) Na modalidade esportiva de salto com vara, o atleta salta e apóia-se na vara para ultrapassar o sarrafo. Mesmo assim, é uma excelente aproximação considerar que a impulsão do atleta para ultrapassar o sarrafo resulta apenas da energia cinética adquirida na corrida, que é totalmente armazenada na forma de energia potencial de deformação da vara. Na situação ideal – em que a massa da vara é desprezível e a energia potencial da deformação da vara é toda convertida em energia potencial gravitacional do atleta -, qual é o valor aproximado do deslocamento vertical do centro de massa do atleta, durante o salto, se a velocidade de corrida é de 10 m/s? a) 0,5 m. b) 5,0 m. c) 6,2 m. d) 7,1 m. e) 10,0 m. 8) Um corpo de massa m possui certa energia cinética desenvolvendo uma velocidade v. Dobrando a velocidade do corpo, sua energia cinética: a) fica duas vezes maior b) fica quatro vezes maior c) fica 2 vezes menor d) fica quatro vezes menor e) não se altera 9)(UFRGS) A figura que segue representa uma esfera que desliza sem rolar sobre uma superfície perfeitamente lisa em direção a uma mola em repouso. A esfera irá comprimir a mola e será arremessada de volta. A energia mecânica do sistema é suficiente para que a esfera suba a rampa e continue em movimento. Considerando t0 o instante em que ocorre a máxima compressão da mola, assinale, entre os gráficos abaixo, aquele que melhor representa a possível evolução da energia cinética da esfera. Jean Pegoraro-Física 28 10)(UFRGS) A figura abaixo representa um bloco de massa M que comprime uma das extremidades de uma mola ideal de constante elástica k. A outra extremidade da mola está fixa à parede. Ao ser liberado o sistema bloco-mola, o bloco sobe a rampa até que seu centro de massa atinja uma altura h em relação ao nível inicial. (Despreze as forças dissipativas e considere g o módulo da aceleração da gravidade.) Nessa situação, a compressão inicial x da mola deve ser tal que a) x=(2Mgh/k) 1/2 . b) x=(Mgh/k) 1/2 . c) x=2Mgh/k. d) x=Mgh/k. e) x=k/Mgh. 11)(UFRGS) A figura abaixo representa um bloco que, deslizando sem atrito sobre uma superfície horizontal, se choca frontalmente contra a extremidade de uma mola ideal, cuja extremidade oposta está presa a uma parede vertical rígida. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo abaixo, na ordem em que elas aparecem. Durante a etapa de compressão da mola, a energia cinética do bloco ...... e a energia potencial elástica armazenada no sistema massa- mola ....... . No ponto de inversão do movimento, a velocidade do bloco é zero e sua aceleração é ....... . a) aumenta – diminui – zero. b) diminui – aumenta – máxima. c) aumenta – diminui – máxima. d) diminui – aumenta – zero. e) diminui – diminui – zero. 12) Um corpode massa 2kg é lançado verticalmente para cima, com velocidade inicial 30m/s. No ponto mais alto da trajetória a energia cinética do corpo vale: a) zero d) 600J b) 60J e) 900J c) 300J 13)(UFRGS) Uma pessoa em repouso sobre um piso horizontal observa um cubo, de massa 0,2kg, que desliza sobre o piso em movimento retilíneo de translação. Inicialmente o cubo desliza sem átrio, com velocidade constante de 2 m/s. Em seguida o cubo encontra pela frente, e atravessa em linha, um trecho do piso, de 0,3m, onde existe atrito. Logo após a travessia desse trecho, a velocidade de deslizamento do cubo é de 1 m/s. Para aquele observador, qual foi o trabalho realizado pela força de atrito sobre o cubo? a) -0,1 J b) -0,2J c) -0,3J d) -0,4J e) -0,5J 14)(UFRGS 2015) Observe o sistema formado por um bloco de massa m comprimindo uma mola de constante k, representado na figura abaixo. Considere a mola como sem massa e o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície igual a µc. Qual deve ser a compressão X da mola para que o bloco deslize sem rolar sobre a superfície horizontal e pare no ponto distante 4X da posição de equilíbrio da mola ? a) 2mg/k b) 2µc.mg/k c) 4µc.mg/k d) 8µc.mg/k e) 10µc.mg/k Jean Pegoraro-Física 29 15)(UFRGS 2014) A figura abaixo representa o movimento de um pêndulo que oscila sem atrito entre os pontos X1 e X2. Qual dos seguintes gráficos melhor representa a energia mecânica total do pêndulo – Et- em função da sua posição horizontal 16)(UFRGS 2014) Um plano inclinado com 5m de comprimento é usado como rampa para arrastar uma caixa de 120 kg para dentro de um caminhão, a uma altura de 1,5m como representa a figura abaixo. Considerando que a força de atrito cinético entre a caixa e a rampa seja de 564N, o trabalho mínimo necessário para arrastar a caixa para dentro do caminhão em joules é a) 846 J. b) 1056 J. c) 1764 J. d) 2820 J. e) 4584 J. 17)(ENEM) Observe a situação descrita na tirinha abaixo. Menina: Você quer matá-lo ou acertar a maça? Menina: Você deve mirar mais para cima, para compensar a gravidade! Menino: Assim?! Menina: É!!! Menino Preso na Árvore: Ufa! Ainda bem que Lisa chegou! Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia a) potencial elástica em energia gravitacional. b) gravitacional em energia potencial. c) potencial elástica em energia cinética. d) cinética em energia potencial elástica. e) gravitacional em energia cinética. GABARITO 1c 2d 3a 4c 5e 6c 7b 8b 9c 10a 11b 12a 13c 14e 15c 16e 17c Jean Pegoraro-Física 30 MOMENTUM LINEAR E IMPULSO Instrução: as questões 1 e 2 referem-se ao enunciado abaixo. Um par de carrinhos idênticos, cada um com massa igual a 0,2 kg, move-se sem atrito, da esquerda para a direita, sobre um trilho de ar reto, longo e horizontal. Os carrinhos, que estão desacoplados um do outro, têm a mesma velocidade de 0,8 m/s em relação ao trilho. Em dado instante, o carrinho traseiro colide com um obstáculo que foi interposto entre os dois. Em consequência dessa colisão, o carrinho traseiro passa a se mover da direita para a esquerda, mas ainda com velocidade de módulo igual a 0,8 m/s, enquanto o movimento do carrinho dianteiro permanece inalterado. 1)(UFRGS) Em relação ao trilho, os valores, em kg.m/s, da quantidade de movimento linear do par de carrinhos antes e depois da colisão são, respectivamente, a) 0,16 e zero. b) 0,16 e 0,16. c) 0,16 e 0,32. d) 0,32 e zero. e) 0,32 e 0,48. 2)(UFRGS) Qual é o valor do quociente da energia cinética final pela energia cinética inicial do par de carrinhos, em relação ao trilho? a) ½. b) 1. c) 2. d) 4. e) 8. 3) Um corpo de massa igual a 3kg e velocidade escalar 43,2km/h tem quantidade de movimento cujo módulo, em kg.m/s, é igual: a) 432 b) 216 c) 108 d) 36 e) 4 Instrução: As questões 4 e 5 referem-se ao enunciado abaixo. A figura que segue representa uma mola, de massa desprezível, comprimida entre dois blocos, de massas M1 = 1 kg e M2 = 2 kg, que podem deslizar sem atrito sobre uma superfície horizontal. O sistema é mantido inicialmente em repouso. Num determinado instante, a mola é liberada e se expande, impulsionando os blocos. Depois de terem perdido contato com a mola, as massas M1 e M2 passam a deslizar com velocidades de módulos v1 = 4 m/s e v2 = 2 m/s, respectivamente. 4)(UFRGS) Quanto vale, em kg.m/s, o módulo da quantidade de movimento total dos blocos, depois de perderem contato com a mola? a) 0. b) 4. c) 8. d) 12. e) 24. 5)(UFRGS) Qual é o valor da energia potencial elástica da mola, em J, antes de ela ser liberada? a) 0. b) 4. c) 8. d) 12. e) 24. 6)(UFRGS) Dois vagões de trem, de massas 4x10 4 kg e 3x10 4 kg, deslocam-se no mesmo sentido, sobre uma linha férrea retilínea. O vagão de menor massa está na frente, movendo-se com uma velocidade de 0,5 m/s. A velocidade do outro é 1m/s. Em dado momento, se chocam e permanecem acoplados. Imediatamente após o choque, a quantidade de movimento do sistema formado pelos dois vagões é a) 3,5x10 4 kg.m/s b) 5,0x10 4 kg.m/s c) 10,5x10 4 kg.m/s d) 7,0x10 4 kg.m/s e) 5,5x10 4 kg.m/s Jean Pegoraro-Física 31 7)(UFRGS) O gráfico abaixo representa as velocidades (v), em função do tempo (t), de dois carrinhos, X e Y, que se deslocam em linha reta sobre o solo, e cujas massas guardam entre si a seguinte relação: mX=4mY. A respeito desse gráfico, considere as seguintes afirmações. I. No instante t=4 s, X e Y têm a mesma energia cinética. II. A quantidade de movimento linear que Y apresenta no instante t=4 é igual, em módulo, à quantidade de movimento linear que X apresenta no instante t=0. III. No instante t=0, as acelerações de X e Y são iguais em módulo. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 8) Duas massas constituem um sistema e movem- se sobre uma linha reta de velocidade constante. Necessariamente, a quantidade de movimento linear conserva-se se: a) as massas forem iguais. b) as massas se moverem em sentidos contrários. c) as massas se moverem no mesmo sentido. d) a força resultante sobre o sistema permanecer igual a zero. e) a energia cinética do sistema variar. 9)(UFRGS) Uma pistola dispara um projétil contra um saco de areia que se encontra em repouso, suspenso a uma estrutura que o deixa completamente livre para se mover. O projétil fica alojado na areia. Logo após o impacto, o sistema formado pelo saco de areia e o projétil move-se na mesma direção do disparo com velocidade de módulo igual a 0,25 m/s. Sabe-se que a relação entre as massas do projétil e do saco de areia é de 1/999. Qual é o módulo da velocidade com que o projétil atingiu o alvo? a) 25 m/s. b) 100 m/s. c) 250 m/s. d) 999 m/s. e) 1000 m/s. 10) A força F, mostrada no gráfico abaixo, atua durante 6 se sobe um objeto de massa de 8 kg, inicialmente em repouso o, a velocidade que esse bloco adquire, em m/s, após esse tempo de atuação, é igual a: a) 2,5 b) 3,5 c) 3,0 d) 4,0 e) 4,5 Jean Pegoraro-Física 32 11)(UFRGS 2014) Um objeto de massa igual a 2kg move-se em linha reta com velocidade constante de 4m/s. A partir de um certo instante, um força de módulo igual a 2N é exercida por 6s sobre um objeto, na mesma direção de seu movimento. Em seguida, o objeto colide frontalmente com um obstáculo e tem seu movimento invertido, afastando-se com velocidade de 3 m/s. O módulo do impulso exercido pelo obstáculo e a variaçãoda energia cinética do objeto, durante a colisão em N.s e J, foram, respectivamente a) 26,-91 b) 14,-91 c) 26,-7 d) 14,-7 e) 7,-7 12)(UFRGS 2015) Um bloco de massa de 1kg move-se retilineamente com velocidade de módulo constante igual a 3m/s, sobre uma superfície horizontal sem atrito. A partir de dado instante, o bloco recebe o impulso de uma força externa aplicada na mesma direção e sentido de seu movimento. A intensidade dessa força, em função do tempo, é dada pelo gráfico abaixo. A partir desse gráfico, pode-se afirmar que o módulo da velocidade do bloco após a impulso recebido é, em m/s de a) -6 b) 1 c) 5 d) 7 e) 9 13)(ENEM 2014) Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível , ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada. Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido à zero, a esfera: a) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo. b) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la. c) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la. d) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento. e) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento. GABARITO 1d 2b 3d 4a 5d 6e 7c 8d 9c 10e 11a 12e 13a Jean Pegoraro-Física 33 COLISÕES 1)(UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem. Nos quadrinhos a seguir, vemos uma andorinha em voo perseguindo um inseto que tenta escapar. Ambos estão em MRU e, depois de um tempo, a andorinha finalmente consegue apanhar o inseto. Nessas circunstâncias, pode-se afirmar que, imediatamente após apanhar o inseto, o módulo da velocidade final da andorinha é ......... módulo de sua velocidade inicial, e que o ato de apanhar o inseto pode ser considerado como uma colisão ........ . a) maior que o – inelástica b) menor que o – elástica c) maior que o – elástica d) menor que o – inelástica e) igual ao – inelástica 2) Um peixe de 4 kg, nadando com velocidade de 1,0 m/s, no sentido indicado pela figura, engole um peixe de 1 kg, que estava em repouso, e continua nadando no mesmo sentido. A velocidade, em m/s, do peixe maior, imediatamente após a ingestão, é igual a: a) 1,0 b) 0,8 c) 0,6 d) 0,4 e) 0,2 3)(UFRGS) Um cubo com massa específica ρ1 desliza com velocidade de módulo v0 sobre uma mesa horizontal, sem atrito, em direção a um segundo cubo de iguais dimensões, inicialmente em repouso. Após a colisão frontal, os cubos se movem juntos sobre a mesa, ainda sem atrito, com velocidade de módulo vf=3v0/4. Com base nessas informações, é correto afirmar que a massa específica do segundo cubo é igual a a) 4ρ1/3. b) 9ρ1/7. c) 7ρ1/9. d) 3ρ1/4. e) ρ1/3. 4)(UFRGS) Um bloco, movendo-se com velocidade constante V0, colide frontalmente com um conjunto de dois blocos que estão em contato e em repouso (V = 0) sobre uma superfície plana sem atrito, conforme indicado na figura abaixo. Considerando que as massas dos três blocos são iguais e que a colisão é elástica, assinale a figura que representa o movimento dos blocos após a colisão. Jean Pegoraro-Física 34 5) Dois patinadores, um homem de massa 60kg e um menino de massa 40kg estão, inicialmente, em repouso sobre uma superfície gelada, plana e horizontal. Suponha que eles se empurrem mutuamente. Se o homem vai para a direita com velocidade de 2m/s, o menino vai para a esquerda com velocidade de: a) 2m/s b) 3m/s d) 5m/s c) 4m/s e) 6m/s 6)(UFRGS 2013) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas da sentença abaixo, na ordem em que aparecem. Dois blocos, 1 e 2, de massas iguais, movem-se com velocidades constantes de módulos V1i > V2i, seguindo a mesma direção orientada sobre uma superfície horizontal sem atrito. Em certo momento, o bloco 1 colide com o bloco 2. A figura representa dois instantâneos desse movimento, tomados antes (X) e depois (Y) de o bloco 1 colidir com o bloco 2. A colisão ocorrida entre os instantes representados é tal que as velocidades finais dos blocos 1 e 2 são, respectivamente V1f= V2i e V2f=V1i. Com base nessa situação, podemos afirmar corretamente que a colisão foi........ e que o módulo do impulso sobre o bloco 2 foi ....... que o módulo do impulso sobre o bloco 1. a) inelástica - o mesmo b) inelástica - maior c) perfeitamente elástica - maior d) perfeitamente elástica - o mesmo e) perfeitamente elástica - menor 7)(UFRGS) Duas bolas de bilhar colidiram de forma completamente elástica. Então, em relação à situação anterior à colisão. a) suas energias cinéticas individuais permaneceram iguais, b) suas quantidades de movimento individuais permaneceram iguais. c) a energia cinética total e a quantidade de movimento total do sistema permaneceram iguais. d) as bolas de bilhar se movem, ambas, com a mesma velocidade final. e) apenas a quantidade de movimento total permanece igual. 8)(UFRGS 2014) Uma bomba é arremessada, seguindo uma trajetória conforme representado na figura abaixo. Na posição mais alta da trajetória, a bomba explode. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. A explosão da bomba é um evento que ........ a energia cinética do sistema. A trajetória do centro de massa do sistema constituído pelos fragmentos da boba segue ........ a) não conserva – verticalmente para o solo b) não conserva – a trajetória do fragmento mais massivo da bomba c) não conserva – a mesma parábola anterior à explosão. d) Conserva – a mesma parábola anterior à explosão. e) conserva – verticalmente para o solo Jean Pegoraro-Física 35 Instrução: A questão 09 refere-se ao enunciado abaixo. Na figura abaixo estão representados dois pêndulos simples, X e Y, de massas iguais a 100g. Os pêndulos, cujas hastes têm massas desprezíveis, encontram-se em repouso quando o pêndulo X é liberado de uma altura h=0,2m em relação a ele. Considere o módulo da aceleração da gravidade g=10m/s² 9)(UFRGS 2015) Após a colisão X e Y passam a mover-se juntos, formando um único pêndulo de massa de 200g. Se V é a velocidade do pêndulo X no instante da colisão, o módulo da velocidade do pêndulo de massa de 200g, imediatamente após a colisão é a) 2V b )√ c) v d) v /√ e) V/2 10)(ENEM 2014) O pêndulo de Newton pode ser constituído por cinco pêndulos idênticos suspensos em um mesmo suporte. Em um dado instante, as esferas de três pêndulos são deslocadas para a esquerda e liberadas, deslocando-se para a direita e colidindo elasticamente com as outras duas esferas, que inicialmente estavam paradas O movimento dos pêndulos após a primeira colisão está representado em: GABARITO 1d 2b 3e 4a 5b 6d 7c 8c 9e 10c Jean Pegoraro-Física 36 PÊNDULOS SIMPLES 1) Em relação aos ponteiros das horas e dos minutos de um relógio comum, é correto afirmar que: a) o ponteiro das horas tem maior frequência. b) o ponteiro das horas tem maior velocidade angular. c) possuem o mesmo período. d) possuemmesma frequência. e) o ponteiro das horas tem maior período. 2)(UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem. Um artista do Cirque du Soleil oscila, com pequenas amplitudes, pendurado em uma corda de massa desprezível. O artista, posicionado a 5,0m abaixo do ponto de fixação da corda, oscila como se fosse um pêndulo simples. Nessas condições, o seu período de oscilação é de, aproximadamente, ..... s. Para aumentar o período de oscilação, o artista deve ....... mais na corda. (Considere g=10 m/s 2 .) a) 2 - subir b) 2 - descer c) - descer d) 2/ - subir e) 2/ - descer 3)(UFRGS) A figura mostra um pêndulo que pode oscilar livremente entre as posições A e B. Sete segundos após ter sido largado da posição A, o pêndulo atinge o ponto B pela quarta vez. Qual é o período desse pêndulo, em segundos? a) 1/2 d) 1 b) 7/3 e) 2 c) 7/4 4)(UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Dois pêndulos simples, A e B, oscilam com pequenas amplitudes em movimentos harmônicos com frequências iguais, após ser dado o mesmo impulso inicial a ambos. Se a amplitude de oscilação do pêndulo A é igual ao dobro da amplitude de oscilação do pêndulo B, podemos afirmar que os comprimentos dos pêndulos, LA e LB, respectivamente, são tais que ......., e que as massas presas as suas extremidades, mA e mB, respectivamente, são tais que ....... . a) LA = LB – mA<mB b) LA = 2LB – mA<mB c) LA = LB – mA=mB d) LA = 2LB – mA>mB e) LA = LB/2 – mA>mB 5) Dois pêndulos simples, A e B, ambos de comprimento igual a L, oscilam com amplitudes cujos módulos aparecem nos esquemas abaixo. A Relação entre os períodos TA e TB dos dois pêndulos é : a) TA/TB = 3 b) TA / TB = 3/2 c) TA /TB = 1 d) TA /TB =2/3 e) TA/TB=1/3 Jean Pegoraro-Física 37 6)(UFRGS) A figura abaixo representa seis pêndulos simples, que estão oscilando num mesmo local. O pêndulo P executa uma oscilação completa em 2 s. Qual dos outros pêndulos executa uma oscilação completa em 1 s? a) I. b) lI. c) III. d) IV. e) V. 7)(ENEM 2014) Christian Huygens, em 1656, criou o relógio do pêndulo. Nesse dispositivo, a pontualidade baseia-se na regularidade das pequenas oscilações do pêndulo. Para manter a precisão desse relógio, diversos problemas foram contornados. Por exemplo, a haste passou por ajustes até que, no início do Século XX, houve uma inovação, que foi sua fabricação usando uma liga metálica que se comporta regularmente em um largo intervalo de temperaturas. Desprezando a presença de forças dissipativas e considerando a aceleração da gravidade constante, para que esse tipo de relógio realize corretamente a contagem do tempo, é necessário que o(a) a) comprimento da haste seja mantido constante b) massa do corpo suspenso pela gaste seja pequena c) material da haste possua alta condutividade térmica d) amplitude de oscilação seja constante a qualquer temperatura e) energia potencial gravitacional do corpo suspenso se mantenha constante GABARITO 1e 2b 3e 4a 5c 6e 7a Jean Pegoraro-Física 38 TORQUE 1)(UFRGS) As figuras representam uma alavanca de massa desprezível apoiada sobre um fulcro. Uma caixa de massa M foi depositada sobre alavanca. Em qual das alternativas é maior a força que a pessoa deve exercer para manter a alavanca em equilíbrio mecânico Instrução: As questões 2 e 3 referem-se ao enunciado abaixo. 2)(UFRGS) Uma barra rígida horizontal, de massa desprezível, medindo 80 cm de comprimento, encontra-se em repouso em relação ao solo. Sobre a barra atuam apenas três forças verticais: nas suas extremidades estão aplicadas duas forças de mesmo sentido, uma de 2 N na extremidade A e outra de 6 N na extremidade B; a terceira força, F, está aplicada sobre um ponto C da barra. Qual é a intensidade da força F? a) 2 N. b) 4 N. c) 6 N. d) 8 N. e) 16 N. 3)(UFRGS) Quais são as distâncias AC e CB que separam o ponto de aplicação da força F das extremidades da barra? a) AC = 65 cm e CB = 15 cm. b) AC = 60 cm e CB = 20 cm. c) AC = 40 cm e CB = 40 cm. d) AC = 20 cm e CB = 60 cm. e) AC = 15 cm e CB = 65 cm. 4)(UFRGS) A figura abaixo representa uma alavanca constituída por uma barra homogênea e uniforme, de comprimento de 3m, e por um ponto de apoio fixo sobre o solo. Sob ação de um contrapeso igual a 60 N, a barra permanece em equilíbrio, em sua posição horizontal, nas condições especificadas na figura. Qual é peso da barra? a) 20 b) 30 c) 60 d) 90 e) 180 5)(UFRGS) Pinças são utilizadas para manipulação de pequenos objetos. Seu princípio de funcionamento consiste na aplicação de forças opostas normais a cada um dos braços da pinça. Na figura abaixo, está representada a aplicação de uma força no ponto A, que se encontra a uma distância OA de um ponto de apoio localizado em O. No ponto B, é colocado um objeto entre os braços da pinça, e a distância deste ponto ao ponto de apoio é OAOB 4 . Sabendo-se que a força aplicada em A é de 4 N em cada braço, qual é a força transferida ao objeto, por braço? a) 1 N. b) 4 N. c) 8 N. d) 16 N. e) 32 N. Jean Pegoraro-Física 39 6) A figura representa uma barra homogênea AO, rígida e horizontal, de peso P . A barra é mantida em equilíbrio, sustentada numa extremidade pela articulação O e, na outra extremidade, por um cabo AB, preso a uma parede no ponto B. No ponto O, a força exercida pela articulação sobre a barra tem uma componente vertical que é a) diferente de zero e dirigida para cima. b) diferente de zero e dirigida para baixo. c) diferente de zero e de sentido indefinido. d) igual a zero. e) igual, em módulo, ao peso P da barra. 7)(UFRGS) Uma barra homogênea X, de 1,0m de comprimento, está pendurada horizontalmente pelos seus extremos, enquanto um bloco Y está pendurado a 25cm da extremidade esquerda da barra, conforme a figura abaixo. A barra pesa 60N, e o bloco, 40N. Qual é a tensão na corda presa na extremidade direita da barra? a) 30N b) 40N c) 50N d) 70N e) 100N 8)(ENEM) O mecanismo que permite articular uma porta (de um móvel ou de acesso) é a dobradiça. Normalmente, são necessárias duas ou mais dobradiças para que a porta seja fixada no móvel ou no portal, permanecendo em equilíbrio e podendo ser articulada com facilidade. No plano, o diagrama vetorial das forças que as dobradiças exercem na porta está representado em GABARITO 1d 2d 3b 4c 5a 6a 7b 8d Jean Pegoraro-Física 40 GRAVITAÇÃO 1) A intensidade da força gravitacional com que a Terra atrai a Lua é igual a F. Se fossem duplicadas a massa da Terra e a da Lua, e a distância que as separa fossem reduzidas a metade, a nova força seria. a) 16 F b) 8 F c) 4 F d) 2 F e) 1F 2)(UFRGS) Considere o raio médio da órbita de Júpiter em torno do Sol igual a 5 vezes o raio médio da órbita da Terra. Segundo a 3ª Lei de Kepler, o período de revolução de Júpiter em torno do Sol é de aproximadamente: a) 5 anos. b) 11 anos. c) 25 anos. d) 110 anos. e) 125 anos 3) Considerando que o módulo da aceleração da gravidade na Terra é igual a 10m/s², é correto afirmar que, se existisse um planeta cuja massa e cujo raio fossem quatro vezes superiores aos da Terra, a aceleração da gravidade seria de? a) 2,5m/s² b) 5 m/s² c) 10 m/s² d) 20 m/s² e) 40 m/s² 4) Um planeta imaginário, Terra Mirim,
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