Prova de Física 1 - 08/12/2018

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Física 1 
 
3
a 
prova – 08/12/2018 
 
 
Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a 
prova. 
 
1- Assine seu nome de forma LEGÍVEL na folha do 
cartão de respostas; 
2- A prova deverá ser feita em até 2 horas. Analise sua 
resposta. Ela faz sentido? Isso poderá ajudá-lo a 
encontrar erros; 
3- A não ser que seja instruído diferentemente, assinale 
apenas uma das alternativas de cada questão; 
4- A prova consiste em 15 questões objetivas de 
múltipla escolha; 
5- Marque as respostas das questões no CARTÃO 
RESPOSTA preenchendo integralmente o círculo (com 
caneta preta ou azul) referente à sua resposta; 
6- É permitido o uso de calculadora mas as capas das 
mesmas devem ser retiradas e colocadas dentro das 
bolsas ou mochilas; 
7- Não é permitido portar celular (mesmo que 
desligado) durante a prova. O(A) estudante 
flagrado(a) com o aparelho terá a prova recolhida e 
ficará com nota zero neste exame; 
8- CASO ALGUMA QUESTÃO SEJA ANULADA, O VALOR DA MESMA SERÁ DISTRIBUÍDO ENTRE 
AS DEMAIS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Física 1 – Prova 3 – 08/12/2018 
NOME:_____________________________________________________________________________________________ 
MATRÍCULA:________________________TURMA:______________PROF.:___________________________________ 
Lembrete: 
A prova consta de 15 questões de múltipla escolha. 
 
Utilize: g = 9,80 m/s
2
, exceto se houver alguma indicação em contrário. 
 
Um cilindro maciço homogêneo rola sem deslizar em um plano horizontal. O cilindro tem raio 10 cm, massa de 
500 g e se move inicialmente de forma que a rapidez do seu centro de massa é 5,0 m/s. Ele chega então a um 
plano inclinado que faz um ângulo 30º com a horizontal, como na figura. Ele sobe o plano inclinado rolando sem 
deslizar, até atingir momentaneamente o repouso. O momento de inércia de um cilindro de massa M e raio R, ao 
redor de seu centro de massa, é ICM = MR
2
/2. Sobre essa situação, responda às questões 1 e 2. 
 
1. Qual é a altura máxima h alcançada pelo centro de 
massa do cilindro (em relação à sua altura original)? 
 
(A) 1,5 m 
(B) 1,7 m 
(C) 1,9 m 
(D) 2,1 m 
(E) 2,3 m 
2. Suponha que refaçamos o experimento trocando o cilindro por um aro com mesma rapidez inicial. Nesse caso é 
correto afirmar que: 
 
(A) O aro atingiria uma altura máxima menor do que a do cilindro. 
(B) O aro atingiria a mesma altura máxima do cilindro. 
(C) O aro atingiria uma altura máxima maior do que a do cilindro. 
(D) A altura máxima atingida pelo aro poderia ser maior ou menor que a do cilindro, dependendo da massa e 
do raio do aro. 
(E) A altura máxima atingida pelo aro poderia ser maior ou menor que a do cilindro, dependendo apenas do 
raio do aro. 
3. Uma escada de comprimento 2,00 m e massa 10,0 kg se encontra em equilíbrio, 
apoiada em uma parede sem atrito, formando um ângulo de 30,0
o
 com a horizontal. 
O módulo da força que a parede exerce sobre a escada é: 
 
(A) 84,9 N 
(B) 90,2 N 
(C) 75,3 N 
(D) 101 N 
(E) 63,0 N 
4. Considere a situação ilustrada na figura, em que o bloco 1, que pode deslizar 
sobre uma superfície sem atrito, está ligado por uma corda ao bloco 2. A corda passa 
sem deslizar por uma polia que pode girar livremente. Em um dado momento, os 
blocos são soltos a partir do repouso. Sobre essa situação, é correto afirmar que: 
 
(A) A tensão que a corda exerce sobre os dois blocos é igual, contanto que a 
massa da corda seja desprezível. 
(B) A tensão da corda sobre o bloco 1 é maior do que a tensão da corda sobre o bloco 2. 
(C) O torque resultante sobre a polia é nulo. 
(D) Parte da energia mecânica é dissipada pelo atrito entre a corda e a polia. 
(E) Quanto maior a massa da polia, menor a aceleração desenvolvida pelos blocos. 
 
Uma anã branca com massa M e raio R é formada a partir da implosão de uma estrela, semelhante ao sol, com 
mesma massa M e raio 100R. Em relação a essa situação, responda às questões 5 e 6. 
 
5. Sejam gestrela e ganã as acelerações da gravidade na superfície da estrela original e da anã branca, 
respectivamente. A relação correta entre essas grandezas é: 
 
(A) ganã = 5.000 gestrela 
(B) ganã = 100 gestrela 
(C) ganã = gestrela 
(D) ganã = 10.000 gestrela 
(E) ganã = 100.000 gestrela 
6. Suponha que a estrela original fosse orbitada por um planeta que sobreviveu ao processo de implosão. Sobre a 
órbita desse planeta após a implosão da estrela é correto afirmar que: 
 
(A) Seu raio continua o mesmo, mas seu período diminui. 
(B) Seu raio e seu período permanecem os mesmos. 
(C) Seu raio e seu período aumentam. 
(D) Seu raio e seu período diminuem. 
(E) Seu raio diminui, mas seu período permanece o mesmo. 
7. A fim de determinar sua massa, uma astronauta no espaço prende a 
extremidade de uma mola a seu cinto e a outra a um gancho preso no interior 
da nave. Outro astronauta a puxa na direção oposta ao gancho e a solta. O 
comprimento da mola,como função do tempo, é mostrado na figura. Sabendo 
que a constante da mola é 3,0 x 10
2
 N/m, qual valor melhor aproxima a massa 
da astronauta? 
 
(A) 55 kg 
(B) 60 kg 
(C) 68 kg 
(D) 73 kg 
(E) 79 kg 
8. Uma partícula de massa 1,0 kg executa um movimento harmônico simples, sob a ação de uma mola de 
constante elástica igual a 1,0 x 10
2
 N/m, com amplitude 20 cm. No instante inicial sua velocidade é 2,0 m/s. O 
movimento desse corpo, como função do tempo, é descrito pela função x(t) dada por (todas as expressões abaixo 
estão em unidades SI): 
 
(A) 0,20 cos(10t) 
(B) - 0,20 cos(10t + π/2) 
(C) 0,20 cos(t/10 + π/2) 
(D) 0,20 cos(t/10) 
(E) - 0,20 cos(10t) 
9. Para medir a massa de um planeta com o raio igual ao da Terra, um astronauta deixa um objeto cair a partir do 
repouso (relativo ao planeta) de uma altura h acima da superfície. O objeto atinge a superfície com velocidade 
quatro vezes maior do que a que teria se o mesmo experimento fosse realizado na Terra. Em função da massa M 
da Terra, a massa do planeta é: 
 
(A) 2M (B) 4M (C) 8M (D)16M (E) 32M 
 
 
 
 
10. O satélite Sputnik foi colocado em órbita ao redor da Terra em 1957. Ele tinha um perigeu (ponto de menor 
distância até a Terra, medida a partir do centro da Terra) de 6,8 x 10
6
 m e um apogeu (ponto de maior distância, 
medida a partir do centro da Terra) de 7,5 x 10
6
 m. Qual das opções abaixo melhor aproxima a rapidez do satélite 
ao passar pelo perigeu? Use: GMTerra = 4,0 x 10
14
 m
3
/s
2
 
 
(A) 7,2 km/s 
(B) 7,8 km/s 
(C) 8,3 km/s 
(D) 11 km/s 
(E) 13 km/s 
11. Considere dois corpos, de mesma massa e presos a molas idênticas, que executam movimentos harmônicos 
simples em uma dimensão. Suponha que os dois são largados a partir do repouso. O corpo 1 está a uma distância 
inicial A a partir da posição de equilíbrio da mola e o corpo 2 está a uma distância inicial 2A a partir da mesma 
posição de equilíbrio. Sejam v1 e a1 a velocidade e a aceleração do corpo 1 ao passar pela posição de equilíbrio, e 
sejam v2 e a2 definições equivalentes para o corpo 2. Considere as afirmações: 
 
I – O primeiro corpo leva menos tempo para chegar à posição de equilíbrio do que o segundo; 
II – a1 = a2; 
III – v1< v2. 
 
Está(ão) correta(s): 
 
(A) apenas a afirmação I. 
(B) apenas as afirmações I e II. 
(C) apenas as afirmações II e III. 
(D) apenas as afirmações I e III. 
(E) as afirmações I, II e III. 
12. Um estudante projeta um relógio utilizando um corpo de massa M e uma mola ideal de constante elástica k. 
Ele mede que uma oscilação é de 2 s, em vez de 1 s. Qual das alterações abaixo ele poderia fazer no relógio para 
obter uma oscilação de 1 s? 
 
(A) dobrar a amplitude das oscilações. 
(B) quadruplicar a constante elástica da mola. 
(C) dobrar a constante elástica da mola. 
(D) quadruplicar a massa. 
(E) dobrar a massa. 
Uma bolinha de massa m está presa em um fio, apoiada em uma mesa horizontal e 
sem atrito. Essa bolinha executa um movimentocircular uniforme com velocidade 
angular inicial ω0. O fio passa por um furinho na mesa. Inicialmente o raio da 
trajetória da bolinha é R. Uma pessoa puxa o fio até que ele fique com 
comprimento R/2. Sobre essa situação, responda às questões 13 e 14. 
 
13. Se o momento angular inicial (final) é Li (Lf) e a energia cinética inicial 
(final) é Ki (Kf), podemos dizer que 
 
(A) Li>Lf e Ki = Kf 
(B) Li<Lf e Ki = Kf 
(C) Li>Lf e Ki>Kf 
(D) Li = Lf e Ki<Kf 
(E) Li = Lf e Ki>Kf 
 
14. A velocidade angular final, ω, é dada por 
 
(A) ω0 
(B) 2 ω0 
(C) ω0/2 
(D) 4 ω0 
(E) ω0/4 
 
15. A figura mostra três discos de mesmo raio e mesma massa que podem girar em torno de um eixo fixo que 
passa por seu centro de massa. Cada disco é composto dos mesmos dois materiais, um menos denso (cor sólida) e 
um mais denso (cor hachurada). Forças de mesmo módulo são aplicadas tangencialmente aos discos em sua borda 
externa ou na interface entre os dois materiais, como mostra a figura. Ordene os discos de acordo com sua 
aceleração angular, supondo que eles estão sob o efeito apenas da força indicada e da força do eixo. 
 
(A) 𝛼𝐶 > 𝛼𝐴 > 𝛼𝐵 
(B) 𝛼𝐴 > 𝛼𝐶 > 𝛼𝐵 
(C) 𝛼𝐴 = 𝛼𝐵 > 𝛼𝐶 
(D) 𝛼𝐴 > 𝛼𝐵 > 𝛼𝐶 
(E) 𝛼𝐵 > 𝛼𝐴 > 𝛼𝐶