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Professor: Alexandre Veiga Disciplina: Física Ensino Médio 3º TRIMESTRE Aluno(a): ____________________________________ n.o ____Turma: _____ 1ª Série – E.M. Roteiro de Estudo – Prova Parcial (P1) A3 1. (UFAC) Um carro se desloca com velocidade de 72km/h na Avenida Ceará. O motorista observa a presença de um radar a 300 m e aciona imediatamente os freios. Ele passa pelo radar com velocidade de 36km/h. Considere a massa do carro igual a 1.000 kg. O módulo da intensidade do trabalho realizado durante a frenagem, em kJ, vale: a) 50 b) 100 c) 150 d) 200 e) 250 R: C 2. Um projétil de massa m = 5,00g atinge perpendicularmente uma parede com velocidade do módulo V = 400m/s e penetra 10,0cm na direção do movimento. (Considere constante a desaceleração do projétil na parede e admita que a intensidade da força aplicada pela parede não depende de V). a) Se V = 600m/s a penetração seria de 15,0cm. b) Se V = 600m/s a penetração seria de 225,0cm. c) Se V = 600m/s a penetração seria de 22,5cm. d) Se V = 600m/s a penetração seria de 150cm. e) A intensidade da força imposta pela parede à penetração da bala é 2,00N. R:C 3. (UNICAMP) Sob a ação de uma força constante, um corpo de massa m = 4,0 kg adquire, a partir do repouso, a velocidade de 10 m/s. a) Qual é o trabalho realizado por essa força? b) Se o corpo se deslocou 25 m, qual o valor da força aplicada? R: a) 200 J. b) 8,0 N. 4. (PUC) Um corpo de massa 0,30kg está em repouso num local onde a aceleração gravitacional tem módulo igual a 10m/s2. A partir de um certo instante, uma força variável com a distância segundo a função F = 10 - 20d, onde F (N) e d (m), passa a atuar no corpo na direção vertical e sentido ascendente. Qual a energia cinética do corpo no instante em que a força F se anula? (Despreze todos os atritos) a) 1,0J b) 1,5J c) 2,0J d) 2,5J e) 3,0J R:A 5. Um veículo está rodando à velocidade de 36 km/h numa estrada reta e horizontal, quando o motorista aciona o freio. Supondo que a velocidade do veículo se reduz uniformemente à razão de 4 m/s em cada segundo a partir do momento em que o freio foi acionado, determine a) o tempo decorrido entre o instante do acionamento do freio e o instante em que o veículo pára. b) a distância percorrida pelo veículo nesse intervalo de tempo. R: a) 2,5 s b) 12,5 m 6. Um corpo de massa m = 2 kg é abandonado de uma altura h = 10 m. Observa-se que, durante a queda, é gerada uma quantidade de calor igual a 100 J, em virtude do atrito com o ar. Considerando g = 10 m/s², calcule a velocidade (em m/s) do corpo no instante em que ele toca o solo. R: 10 7. (PUC – PR) Um corpo de massa 2 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. A partir do instante t = 0, uma força variável de acordo com o gráfico a seguir atua sobre o corpo, mantendo-o em movimento retilíneo. Com base nos dados e no gráfico são feitas as seguintes proposições: I - Entre 4 e 8 segundos, a aceleração do corpo é constante. II - A energia cinética do corpo no instante 4s é 144 joules. III - Entre 4 e 8s, a velocidade do corpo se mantém constante. IV - No instante 10 segundos, é nula a velocidade do corpo. É correta a proposição ou são corretas as proposições: a) somente I e II b) somente I c) todas d) somente II e) somente III e IV R: A 8. João e André empurram caixas idênticas e de mesma massa, com velocidade constante, do chão até a carroceria de um caminhão. As forças aplicadas pelos dois são paralelas às rampas. Desconsidere possíveis atritos, analise as afirmações abaixo e assinale a opção correta: a) O trabalho realizado por João é maior que o trabalho realizado por André. b) O trabalho realizado por João é menor que o trabalho realizado por André. c) O trabalho realizado por João é igual ao trabalho realizado por André. d) João faz uma força de maior intensidade que a de André, para empurrar a caixa até o caminhão. e) João faz a mesma força que André, para empurrar a caixa até o caminhão. R: C 9. (UNICAMP) Uma bola metálica cai da altura de 1,0 m sobre um chão duro. A bola repica no chão várias vezes, conforme a figura adiante. Em cada colisão, a bola perde 20% de sua energia. Despreze a resistência do ar (g = 10 m/s²). Professor: Alexandre Veiga Disciplina: Física Ensino Médio 3º TRIMESTRE Aluno(a): ____________________________________ n.o ____Turma: _____ 1ª Série – E.M. Roteiro de Estudo – Prova Parcial (P1) A3 a) Qual é a altura máxima que a bola atinge após duas colisões (ponto A)? b) Qual é a velocidade com que a bola atinge o chão na terceira colisão? R: a) 0,64 m. b) 3,6 m/s. 10. Um bloco de madeira, de massa 0,40 kg, mantido em repouso sobre uma superfície plana, horizontal e perfeitamente lisa, está comprimindo uma mola contra uma parede rígida, como mostra a figura a seguir. Quando o sistema é liberado, a mola se distende, impulsiona o bloco e este adquire, ao abandoná-la, uma velocidade final de 2,0 m/s. Determine o trabalho da força exercida pela mola, ao se distender completamente: a) sobre o bloco e b) sobre a parede. R: a) 0,80 J. b) Zero. 11. No rótulo de uma lata de leite em pó lê-se: "Valor energético: 1 509 kJ por 100 g (361 kcal)". Se toda energia armazenada em uma lata contendo 400 g de leite fosse utilizada para levantar um objeto de 10 kg, a altura atingida seria de aproximadamente: a) 25 cm. b)15 m. c)400 m. d)2 km e)60 km. R: E 12. (UFMG) Um esquiador de massa m = 70 kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito são desprezíveis e considere g = 10 m/s². A energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está 5,0 m abaixo do ponto P, são respectivamente. a) 50 J e 15 m/s. b) 350 J e 5,0 m/s. c) 700 J e 10 m/s. d) 3,5 × 10³ J e 10 m/s. e) 3,5 × 10³ J e 20 m/s. R: D Energia mecânica 1. Em uma cama elástica, um tecido flexível e resistente é esticado e preso a uma armação, formando uma superfície que empurra de volta um corpo que caia sobre ela. Os esquemas 1, 2 e 3 mostram três posições de uma criança enquanto pula em uma cama elástica. Na situação 1, a superfície da cama está completamente afundada e pronta para impulsionar a criança. Na situação 2, a criança está subindo e acaba de se soltar da superfície da cama. Em 3, a criança alcança a sua altura máxima. Considerando o nível de energia potencial gravitacional iguala zero na altura da figura 1, indique a alternativa que identifica corretamente as formas de energia presentes nas posições mostradas nos esquemas 1, 2 e 3. (A) (1) energia elástica, (2) cinética e gravitacional e (3) gravitacional. (B) (1) energia cinética, (2) gravitacional e (3) gravitacional. (C) (1) energia elástica e gravitacional, (2) cinética e (3) gravitacional. (D) (1) energia cinética, (2) elástica e (3) gravitacional. (E) (1) energia elástica, (2) cinética e (3) gravitacional. 2. Um corpo de massa 2 kg é abandonado, verticalmente, a partir do repouso de uma altura de 80 m em relação ao solo. Determine a velocidade do corpo quando atinge o solo. Dado g = 10 m/s². Despreze atritos e resistência do ar. 3. (FUVEST) No ”salto com vara”, um atleta corre segurando uma vara e, com perícia e treino, consegue projetar seu corpo por cima de uma barra. Para uma estimativa da altura alcançadanesses saltos, é possível considerar que a vara sirva apenas para converter o movimento horizontal do atleta (corrida) em movimento vertical, sem perdas ou acréscimos de energia. Na análise de um desses saltos, foi obtida a sequência de imagens reproduzida acima. Nesse caso, é possível estimar que a velocidade máxima atingida pelo atleta, antes do salto, foi de, aproximadamente: (dado: g = 10 m/s²). a) 4 m/s b) 6 m/s c) 7 m/s d) 8 m/s e) 9 m/s Professor: Alexandre Veiga Disciplina: Física Ensino Médio 3º TRIMESTRE Aluno(a): ____________________________________ n.o ____Turma: _____ 1ª Série – E.M. Roteiro de Estudo – Prova Parcial (P1) A3 4. Numa montanha-russa um carrinho de 300 Kg de massa é abandonado do repouso de um ponto A, que está a 5 m de altura (dado: g = 10 m/s²). Supondo- se que o atrito seja desprezível, pergunta-se: a) O valor da velocidade do carrinho no ponto B. b) A energia cinética do carrinho no ponto C, que está a 4,0 m de altura. 5. Um carrinho de massa 2 kg cai de altura de altura h e descreve a trajetória conforme a figura. O raio da curva é de 16 m e a aceleração da gravidade g = 10 m/s². Determine o menor valor de h para que ocorra o “looping”. Despreze atritos e resistência do ar. 6. Considere que um blocode massa m = 2kg é solto do repouso em uma pista curva de uma altura h = 3,2m com relação à parte mais baixa e horizontal da pista. Não há atrito entre a pista e o bloco. Há ainda com um anteparo com uma mola de constante elástica 200N/m, que possa desacelerar o bloco quando eles entram em contato. (dado: g = 10 m/s²). Determine (a) Qual a velocidade com que o bloco toca o anteparo (b) Qual a compressão máxima da mola? 7. Nos trilhos de uma montanha-russa, um carrinho com seus ocupantes é solto, a partir do repouso, de uma posição A situada a uma altura h, ganhando velocidade e percorrendo um círculo vertical de raio R = 6,0 m, conforme mostra a figura. A massa do carrinho com seus ocupantes é igual a 300 kg e despreza-se a ação de forças dissipativas sobre o conjunto. (dado: g = 10 m/s²). Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A energia mecânica mínima para que o carrinho complete a trajetória, sem cair, é igual a 4 500 J. 02. A velocidade mínima na posição B, ponto mais alto do círculo vertical da montanha-russa, para que o carrinho não caia é 60 m/s. 04. A posição A, de onde o carrinho é solto para iniciar seu trajeto, deve situar-se à altura mínima h = 15 m para que o carrinho consiga completar a trajetória passando pela posição B, sem cair. 08. Na ausência de forças dissipativas a energia mecânica do carrinho se conserva, isto é, a soma da energia potencial gravitacional e da energia cinética tem igual valor nas posições A, B e C, respectivamente. 16. Podemos considerar a conservação da energia mecânica porque, na ausência de forças dissipativas, a força atuante sobre o sistema é a força peso, que é uma força conservativa. 64. A energia mecânica do carrinho no ponto C é menor do que no ponto A. 8. Uma esfera movimenta-se num plano subindo em seguida uma rampa, conforme a figura. Com qual velocidade a esfera deve passar pelo ponto A para chegar a B com velocidade de 4 m/s? Sabe-se que no percurso AB houve uma perda de energia mecânica de 20% (Dados: h=3,2m; g=10m/s²). 9. O bloco de massa 3,0 kg é abandonado a partir do repouso do ponto A situado a 1,0 m de altura, e desce a rampa atingindo a mola no ponto B de constante elástica igual a 1,0. 10³ N/m, que sofre uma compressão máxima de 20 cm. Adote g = 10 m/s². Calcule a energia mecânica dissipada no processo. Professor: Alexandre Veiga Disciplina: Física Ensino Médio 3º TRIMESTRE Aluno(a): ____________________________________ n.o ____Turma: _____ 1ª Série – E.M. Roteiro de Estudo – Prova Parcial (P1) A3 10. (PUC) A figura mostra o perfil de uma montanha russa de um parque de diversões. O carrinho é levado até o ponto mais alto por uma esteira, atingindo o ponto A com velocidade que pode ser considerada nula. A partir desse ponto, inicia seu movimento e ao passar pelo ponto B sua velocidade é de 10 m/s. Considerando a massa do conjunto carrinho+passageiros como 400 kg, pode-se afirmar que o módulo da energia mecânica dissipada pelo sistema foi de a) 96 000 J b) 60 000 J c) 36 000 J d) 9 600 J e) 6 000 J Impulso,Quantidade de movimento,teorema do Impulso e conservação da Quantidade de movimento. 11. Os automóveis mais modernos são fabricados de tal forma que, numa colisão frontal, ocorra o amassamento da parte dianteira da lataria de maneira a preservar a cabine. Isso faz aumentar o tempo de contato do automóvel com o objeto com o qual ele está colidindo. Com base nessas informações, pode-se afirmar que, quanto maior for o tempo de colisão, a)menor será a força média que os ocupantes do automóvel sofrerão ao colidirem com qualquer parte da cabine. b)maior será a força média que os ocupantes do automóvel sofrerão ao colidirem com qualquer parte da cabine. c)maior será a variação da quantidade de movimento que os ocupantes do automóvel experimentarão. d)menor será a variação da quantidade de movimento que os ocupantes do automóvel experimentarão. 12.O air-bag, equipamento utilizado em veículos para aumentar a segurança dos seus ocupantes em uma colisão, é constituído por um saco de material plástico que se infla rapidamente quando ocorre uma desaceleração violenta do veículo, interpondo-se entre o motorista, ou o passageiro, e a estrutura do veículo. Consideremos, por exemplo, as colisões frontais de dois veículos iguais, a uma mesma velocidade, contra um mesmo obstáculo rígido, um com air-bag e outro sem air-bag, e com motoristas de mesma massa. Os dois motoristas sofrerão, durante a colisão, a mesma variação de velocidade e a mesma variação da quantidade de movimento. Entretanto, a colisão do motorista contra o air-bag tem uma duração maior do que a colisão do motorista diretamente contra a estrutura do veículo. De forma simples, o air-bag aumenta o tempo de colisão do motorista do veículo, isto é, o intervalo de tempo transcorrido desde o instante imediatamente antes da colisão até a sua completa imobilização. Em consequência, a força média exercida sobre o motorista no veículo com air-bag é muito menor, durante a colisão. Considerando o texto acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A colisão do motorista contra o air-bag tem uma duração maior do que a colisão do motorista diretamente contra a estrutura do veículo. 02. A variação da quantidade de movimento do motorista do veículo é a mesma, em uma colisão, com ou sem a proteção do air- bag. 04. O impulso exercido pela estrutura do veículo sobre o motorista é igual à variação da quantidade de movimento do motorista. 08. O impulso exercido sobre o motorista é o mesmo, em uma colisão, com air-bag ou sem air-bag. 16. A grande vantagem do air-bag é aumentar o tempo de colisão e, assim, diminuir a força média atuante sobre o motorista. 13. O gráfico abaixo representa aproximadamente a intensidade da força que uma bala (m = 20 g) sofre, em função do tempo, ao penetrar num bloco de madeira. Determine: a) A variação da quantidade de movimento da bala vale, no Sistema Internacional de Unidades. b) A velocidade da bala no instante em que começa a penetrar no bloco. Professor: Alexandre Veiga Disciplina: Física Ensino Médio 3º TRIMESTRE Aluno(a): ____________________________________ n.o ____Turma: _____ 1ª Série – E.M. Roteiro de Estudo – Prova Parcial(P1) A3 14. (UFPE) A aplicação da chamada “lei seca” diminuiu significativamente o percentual de acidentes de trânsito em todo o país. Tentando chamar a atenção dos seus alunos para as consequências dos acidentes de trânsito, um professor de Física solicitou que considerassem um automóvel de massa 1000 kg e velocidade igual a 54 km/h, colidindo com uma parede rígida. Supondo que ele atinge o repouso em um intervalo de tempo de 0,50 s, determine a força média que a parede exerce sobre o automóvel durante a colisão. A) 3,0 × 104 N B) 4,0 × 104 N C) 5,0 × 104 N D) 1,0 × 104 N E) 2,0 × 104 N 15. A velocidade de uma bola de tênis, de massa 50 g, num saque muito rápido, pode chegar a 216 km/h, mantendo-se aproximadamente constante durante todo o tempo de vôo da bola. Supondo que a bola esteja inicialmente em repouso, e que o tempo de contato entre a raquete e a bola seja de 0,001 s, pode-se afirmar que a força média aplicada à bola no saque é equivalente ao peso de uma massa de: a)150 kg. b)300 kg. c)50 kg. d)10 kg. 16. No estádio St. Jakob Park, na Alemanha, a seleção brasileira enfrentou, num “amistoso” de preparação da copa, o time suíço FC Lucerna. No segundo tempo da partida, mais precisamente aos 26 minutos do jogo, Juninho Pernambucano, na sua especialidade, cobrou falta com perfeição, sem chances para o goleiro adversário, marcando o sexto gol do Brasil. Considerando que, neste lance, a velocidade atingida pela bola de aproximadamente 500 g foi de 108 Km/h e que o contato entre a chuteira e a bola foi de 1,0 x 10-2 s, a força média que a bola recebeu foi, aproximadamente, igual a: a) 6200 N b) 72000 N c) 1500 N d) 1000 N e) 800 N 17. Dois professores do colégio Maxi resolvem fazer uma experiência de Mecânica: parados sobre patins (atrito desprezível), um de frente para outro, eles se empurram. O professor mais magro, de massa 50 kg, vai para a direita com velocidade de 8 m/s. O mais gordinho, de massa 100 kg, vai: 18. (UFPE) Dois blocos A e B, de massas mA = 0,2 kg e mB = 0,8 kg, respectivamente, estão presos por um fio, com uma mola ideal comprimida de 10cm, entre eles. Os blocos estão inicialmente em repouso, sobre uma superfície horizontal e lisa. Em um dado instante, o fio se rompe liberando os blocos com velocidades vA e vB, respectivamente. Calcule a razão vA/vB entre os módulos das velocidades e a constante elástica da mola sabendo-se que a velocidade do corpo A depois que o fio é cortado vale 4 m/s. 19. Um rapaz de patins está parado no centro de uma pista, onde o atrito é desprezível, quando uma jovem de massa 50kg vem de encontro a ele, com velocidade de módulo 6,0m/s. O rapaz abraça-a e, após a interação, ambos estão se movimentando juntos, na mesma direção da velocidade inicial da moça. Se a massa do rapaz é de 70kg, qual é o módulo da velocidade resultante final do sistema, em m/s? jovem q a)5,0 b)3,0 c)6,0 d)3,5 e)2,5 20.Um peixe de 6 kg, nadando com velocidade de 2,0 m/s, no sentido indicado pela figura, engole um peixe de 2 kg, que estava em repouso, e continua nadando no mesmo sentido. A velocidade, em m/s, do peixe imediatamente após a ingestão, é igual a ? GABARITO: 1. A 2. V = 40m/s 3.d 4. a)V=10m/s b) 3000J 5. h = 2,5R 6. a) V = 8m/s b) x = 0,8m 7.V (02,04,08,16) 8.V = 10m/s 9. - 10J 10. B 11. A 12. V ( 01; 02; 04; 16.) 13. a) 2N.S b)100m/s 14. A 15. B 16. C 17. Para a esquerda com velocidade de 4 m/s. 18. vA/vB = 4 e K = 400 N/m 19.E 20.V = 1,5m/s
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