Física Mecânica Clássica - Teste Final - Gabarito Nota 10 Capacita Fam

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21/05/2023, 17:07 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 21 mai em 16:01
Esta tentativa levou 22 minutos.
1 / 1 ptsPergunta 1
(UFRGS - 2011) Observe a tabela dos períodos e raios de órbitas dos
planetas.
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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A
A-
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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.
 
 110 anos 
 5 anos 
 125 anos 
 25 anos 
A+
A
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1 / 1 ptsPergunta 2
(UDESC) A aceleração da gravidade na superfície do planeta Marte é
aproximadamente 4,0 m/s .
Calcule a que altura da superfície da Terra deve estar uma pessoa
com massa de 100,0 kg, para ter o mesmo peso que teria na superfície
de Marte.
2
 3,6 x (10)6 m Correto!Correto!
A+
A
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O peso de um corpo de massa m é uma força, sendo resultado da
ação do campo de gravidade da Terra so bre ele. Desprezando a
rotação da Terra e a ação da gravidade exercida pelo Sol, Lua e
outros astros, a força de atração da gravidade será igual ao peso.
Pela Segunda Lei de Newton,
começar estilo tamanho matemático 24px bold italic P negrito
igual a bold italic m bold italic g fim do estilo
Segundo Newton e a Lei da Gravitação Universal, a aceleração
da gravidade é o resultado da força de atração que a Terra exerce
sobre todos os corpos.
Assim, a força gravitacional é calculada pela fórmula:
Onde,
F: É o módulo da força gravitacional entre dois corpos
G: Constante de gravitação universal, considerando
6,67408.10 N.m²/kg²
M e m: massa dos corpos (medida em quilogramas)
d: distância entre os centros dos corpos (medida em metros)
Fazendo P igual à própria força F:
F espaço igual a espaço P espaço espaço P espaço igual a
espaço G espaço numerador M m espaço sobre denominador d
ao quadrado fim da fração espaço m g espaço igual a espaço G
espaço numerador M m sobre denominador d ao quadrado fim da
fração espaço espaço bold italic g negrito espaço negrito igual a
negrito espaço bold italic G negrito espaço negrito M sobre negrito
d à potência de negrito 2
Sendo assim, 
A força gravitacional é uma grandeza vetorial, ela atua na
direção de um eixo imaginário que liga os dois corpos e, o
sentido com que o corpo 1 atraí o corpo 2, é oposto ao que
o corpo 2 atrai o corpo 1.
Sendo uma força atrativa entre dois corpos, o módulo
(valor numérico), com que uma partícula 1 é atraída por
uma partícula 2, é o mesmo com que a partícula 2 é atraída
pela partícula 1. Isso se deve ao fato de que a força
gravitacional concorda com a terceira lei de Newton, sendo
um par ação-reação.
-11
A+
A
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 1,36 x (10)7 m 
 6,4 x (10)6 m 
 4,0 x (10)14 m 
 1,0 x (10)7 m 
1 / 1 ptsPergunta 3
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:
 
 -4m/s2 
 -5m/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/h ou 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.
 14,4m/s2 
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A
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1 / 1 ptsPergunta 4
(Uerj - 2015)
Um carro, em um trecho retilíneo da estrada na qual trafegava, colidiu
frontalmente com um poste. O motorista informou um determinado
valor para a velocidade de seu veículo no momento do acidente. O
perito de uma seguradora apurou, no entanto, que a velocidade
correspondia a exatamente o dobro do valor informado pelo motorista.
Considere Ec a energia cinética do veículo calculada com a
velocidade informada pelo motorista e Ec aquela calculada com o
valor apurado pelo perito.
A razão E /E corresponde a:
1
2
c1 c2
 1/4 Correto!Correto!
Resposta Correta.
A razão entre a energia cinética informada pelo motorista e a
energia cinética encontrada pelo perito é dada por:
Error converting from MathML to accessible text.
.
 1/3 
 2 
 1/2 
 1 
1 / 1 ptsPergunta 5
(PUC/MG-2007)
A+
A
A-
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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 .
Sobre a aceleração do bloco B, pode-se afirmar que ela será de:
A
B
2
 4m/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
ã
 8m/s2 para cima 
 10m/s2 para baixo 
 4m/s2 para baixo 
A+
A
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1 / 1 ptsPergunta 6
A lua é um satélite natural que orbita o planeta Terra pela ação da
força gravitacional exercida pela gravidade terrestre.
Sendo a massa da Terra igual a 5,972.10 kg, a massa da
lua 7,36.10 kg e a distância média entre a Terra e a Lua igual
a 384.400 km (3,84.10m), determine a força gravitacional que a Terra
exerce sobre a Lua.
Considere G = 6,67408.10 N.m²/kg².
 
24
22 
8
-11
 9.(10)19N 
 10.(10)19N 
 30.(10)19N 
 19.(10)19N 
 20.(10)19N Correto!Correto!
A+
A
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Resposta Correta.
Para calcular a atração gravitacional que a Terra exerce sobre a
Lua, usaremos a Lei da Gravitação Universal:
1 / 1 ptsPergunta 7
(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."
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A
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Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase
dita pelo astronauta
 
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 avaliação da massa e do peso de objetos em
órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites
artificiais.
 
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 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!
A+
A
A-
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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 8
(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?
 1kg 
 4kg Correto!Correto!
A+
A
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 3kg 
 5kg 
 2kg 
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 9
(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
A+
A
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 F - V - V 
 V - V - V 
 V - F - V Correto!Correto!
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.
 F - F - V 
 V - V - F 
1 / 1 ptsPergunta 10
(UERJ - 2013) Um bloco de madeira encontra-se em equilíbrio sobre
um plano inclinado de 45º em relação ao solo.
A+
A
A-
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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 .
 0,71N 
 2,0N Correto!Correto!
A+
A
A-
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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
 1,41N 
 2,82N 
 1,0N 
Pontuação do teste: 10 de 10
A+
A
A-