9- MATERIA REVISÃO E EXERCÍCIOS - MRUV

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MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO - MRUV
1. OBJETIVO
O experimento tem como objetivo explorar o comportamento de um carrinho submetido a
um movimento retilíneo uniformemente variado. Como parte das atividades você terá que
fazer a montagem e ajustes dos equipamentos e instrumentos necessários para a
realização do experimento, de acordo com as instruções do roteiro apropriado.
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
• caracterizar o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV);
• fornecer a equação horária da posição e da velocidade de um móvel em MRUV, a
partir de suas observações e medições;
• construir diferentes gráficos envolvendo as principais variáveis físicas do MRUV;
• interpretar gráficos das variáveis do MRUV.
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
Os conceitos abordados nessa prática são importantes na caracterização de diversos
movimentos retilíneos de corpos com aceleração constante, como por exemplo, o voo de
um meio de transporte qualquer.
3. O EXPERIMENTO
Nesse experimento você irá utilizar o plano inclinado, onde com a ajuda do ímã,
posicionará o carrinho em um ponto. O carrinho será solto e descerá a rampa. Com a
utilização de um multicronômetro, associado a um sensor fotoelétrico, serão realizadas
medições dos intervalos em que o móvel percorre o trajeto do plano inclinado.
4. SEGURANÇA
O experimento foi concebido para não trazer riscos físicos. Ainda assim, o experimento
necessita de EPIs adequados para a realização da atividade no laboratório.
5. CENÁRIO
Você irá encontrar sobre a bancada um nível bolha, fuso elevador, plano inclinado,
carrinho, ímã, multicronômetro e sensor fotoelétrico.
Nível bolha: É utilizado para alinhar o plano inclinado.
Fuso elevador: Usado para regular a angulação do plano inclinado no qual o corpo de
prova irá percorrer.
Sensor de passagem: É utilizado para verificar o tempo que o corpo de prova leva para
percorrer o trajeto determinado.
Cronômetro: É utilizado para medir o tempo que o corpo de prova leva para percorrer o
trajeto determinado.
Carrinho: Associado a uma régua de intervalos de medida, percorre a base de ensaio e
passa pelo sensor para a obtenção dos intervalos de tempo durante o trajeto.
Ímã: É utilizado para fixar o carinho na base de ensaio para que ele não realize o trajeto
antes do tempo desejado.
ATIVIDADES
1) O que constitui um Movimento Retilíneo Uniformemente variado (MRUV)?
a) O movimento de um objeto ao longo de uma reta, na qual sua aceleração é
sempre constante;
b) O movimento de um objeto ao longo de uma reta, na qual sua aceleração é
variada;
c) O movimento angular de um objeto, na qual sua aceleração é variada.
2) Qual das seguintes situações caracterizam, de forma simplificada, um movimento
retilíneo uniformemente variado?
a) Uma pessoa na esteira da academia;
b) Um avião decolando;
c) O ponteiro de um relógio dando uma volta
3) Qual a função matemática que descreve o espaço percorrido por um corpo em
MRUV?
a) S = S0 + V0.t + 1/2 at2;
b) S = S0 + V0.t;
c) am = ΔV / Δt.
4) O gráfico abaixo fornece a velocidade de um corpo no decorrer do tempo. Qual a
aceleração do corpo?
a) 1,5m/s²;
b) 4m/s²;
c) 3,5m/s².
5) Quais das fórmulas abaixo NÃO deve ser utilizada para caracterizar o movimento
de um corpo que se desloca numa reta com aceleração constante?
a) S = S0 + V0t + 1/2 at2;
b) S = S0 + V0t;
c) V2 = V02 + 2aΔS.
6) Qual a função do imã no experimento que você realizou?
a) Posicionar o carrinho na base de ensaio;
 b) Ajustar o ângulo do plano inclinado;
c) Medir o tempo de trajeto do carrinho.
7) Com o aumento do ângulo do plano inclinado, o que acontece com a aceleração
média do carrinho no experimento?
a) Aumenta;
b) Diminui;
c) O ângulo do plano inclinado não interfere na aceleração média do carrinho.
8) A equação horária do movimento retilíneo uniformemente variado de um foguete
é:
S = 20 + 8.t + 3.t²
Com base na equação horaria, o espaço inicial (S0), velocidade inicial (V0) e aceleração
média (am) são respectivamente iguais a:
a) S0 = 8m, V0 = 20m/s e am = 6m/s2;
b) S0 = 20m, V0 = 8m/s e am = 6m/s2;
c) S0 = 20m, V0 = 8m/s e am = 3m/s2.
9) Interprete o gráfico abaixo que demonstra o movimento de um caminhão:
Qual é a aceleração média do caminhão?
a) 2,5m/s²;
b) 2m/s²;
c) 20m/s².
10) Qual dispositivo é associado ao cronômetro para medir os intervalos em que o
carrinho percorre o trajeto determinado?
a) Ímã;
b) Sensor fotoelétrico;
c) Fuso elevador.
ESTÁTICA 
APRESENTAÇÃO
1. OBJETIVO
O experimento explora o conceito de equilíbrio de corpos rígidos. Para tanto, uma balança
de pratos será utilizada. Você deverá utilizar um contrapeso para equilibrar a balança e
então, com base nas equações do equilíbrio de momentos, determinar o valor da massa
sobre a balança.
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
• descrever o funcionamento de uma balança de prato;
• utilizar a equação do equilíbrio de momentos para validar o equilíbrio de um corpo
rígido;
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
Os princípios da estática podem ser observados em cada estrutura do cotidiano das
cidades, como por exemplo em prédios, casas, e pontes, entre outras. Estruturas
mecânicas como guindastes, guinchos e pontes rolantes não seriam facilmente projetadas
sem que as equações de equilíbrio estático fossem utilizadas. Estes exemplos servem
para ilustrar o quão importante são os princípios da estática associados ao equilíbrio de
corpos rígidos.
3. O EXPERIMENTO
Neste experimento você utilizará uma balança de prato. A balança de prato é um
dispositivo utilizado por muitos anos para se determinar a massa de alimentos e outros
produtos, de modo simples e eficiente. Na balança, uma alavanca é rotulada em seu
ponto central, o que a permite girar em torno deste ponto. Em um dos lados da balança há
um prato onde se colocam as massas a serem medidas. Do outro lado, há um contrapeso
que pode se mover ao longo da alavanca, variando o momento produzido pelo contrapeso
em relação ao ponto central. Desta forma, o contrapeso é utilizado para equilibrar a
balança e assim poder determinar a massa desconhecida através da equação de
equilíbrio de momentos de forças.
4. SEGURANÇA
O experimento foi pensado para não trazer riscos físicos, então você irá utilizar objetos
pouco nocivos e leves. Mesmo com essas precauções, o uso de equipamentos de
proteção individual (EPIs) é de extrema importância para a segurança durante a
realização de experimentos.
Neste experimento, recomenda-se o uso do jaleco.
5. CENÁRIO
Você irá encontrar sobre a bancada do experimento:
Massas: Blocos com massas desconhecidas.
Balança de prato: Dispositivo utilizado na determinação das massas dos blocos.
•
ATIVIDADES
1) Complete as lacunas da afirmação abaixo:
“A estática é a parte da ___________que estuda sistemas sob ação de forças que se
________________.”
a) química; equilibram;
b) física; equilibram;
c) física; desregulam
2) Assinale as alternativas corretas:
I – A estática é a parte da física que trata de corpos em equilíbrio;
II – A estática é a parte da física que trata de corpos em movimento;
III – Para haver equilíbrio de um corpo é necessário que a soma das forças neste
corpo seja nula e que o momento resultante também seja nulo.
a) II e III;
b) I e III;
c) Nenhuma das alternativas.
3) Quais são as duas importantes condições que precisam ser consideradas ao
estudar equilíbrio de corpos rígidos em um plano?
a) A primeira trata-se do equilíbrio de forças, ou seja, para haver o equilíbrio é
necessário que o somatório das forças atuantes no corpo seja nulo. A segunda trata-
se do equilíbrio de momentos, é preciso que o somatório dos momentos destas forças
também seja nulo;
b) A primeira trata-se do equilíbrio de forças e indica que, para haver o equilíbrio, é
necessário que o somatório das forças atuantesno corpo seja diferente de zero. A
segunda trata-se do equilíbrio de momentos, é preciso que o somatório dos
momentos destas forças também seja nulo;
c) A primeira condição refere-se ao equilíbrio de forças, ou seja, o somatório das
forças atuantes em um corpo deve ser nulo. A segunda condição indica que em
havendo equilíbrio de forças, o momento resultante destas forças deve ser diferente
de zero.
4) Assinale a alternativa que melhor relaciona o conceito de estática com o nosso
dia a dia.
a) A estática é a base de todas as estruturas que vemos no dia a dia. Desde prédios a
pontes, são calculados através das equações da estática;
b) A estática tem como ponto de partida as leis do movimento de Newton. Aviões,
automóveis e projéteis são projetados a partir das equações da estática;
c) A estática é regida pelas leis de Coulomb e descreve o comportamento de cargas
elétricas em repouso.
5) Dentre as leis de Newton, qual delas se relaciona diretamente com a estática?
a) Primeira lei de Newton;
b) Segunda lei de Newton;
c) Terceira lei de Newton.
6) A figura abaixo é composta por dois blocos cujas massas são 4 kg e 6 kg. Com o
intuito de deixar a barra em equilíbrio, determine a distância x.
Utilize as fórmulas descritas a seguir:
M1 = M2
F1 * d1 = F2 * d2
a) 30 cm;
b) 60 cm;
c) 40 cm.
7) Segundo a imagem abaixo, calcule o momento da força F em relação ao ponto A.
Utilize a equação abaixo:
M = F * d
a) 40 N/m;
b) 40 N.m;
c) 10 N.m.
8) Complete as lacunas com a alternativa correta:
“Quando o corpo se encontra em repouso, diz-se que se encontra em
_______________. Quando em movimento constante, diz-se que se encontra em
_______________.”
a) equilíbrio estático; equilíbrio dinâmico;
b) equilíbrio dinâmico; equilíbrio estático;
c) equilíbrio estático; equilíbrio químico;
9) De acordo com o estudo sobre um corpo rígido, levando em consideração o
momento de uma força, marque a alternativa que completa a frase abaixo:
“Quando um corpo longo está sujeito à ação de forças resultantes nulas, ele pode
apresentar um movimento de ____________, ______________ ou
_________________ simultaneamente.”
a) equilíbrio; rotação; ação;
b) translação; rotação; ambos;
c) aplicação; rotação; ação.
10) A primeira lei de Newton está ligada diretamente a estática, então responda:
“A primeira Lei de Newton afirma que, se a soma de todas as forças atuando sobre
o corpo é zero, o mesmo ...”
a) será desacelerado;
b) terá um movimento uniformemente variado;
c) encontra-se em repouso ou em velocidade constante.
PRINCIPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
1. OBJETIVO
Este experimento trata do princípio da conservação da energia. Iremos comprovar a
transformação da Energia Potencial Gravitacional em Energia Cinética, esclarecendo o
princípio da Conservação da Energia Mecânica. O experimento evidenciará que, por
causa da conservação da energia mecânica, quanto maior a energia potencial
gravitacional do corpo (móvel) no início do movimento de queda ao longo do plano
inclinado, maior será sua energia cinética na parte mais baixa de sua trajetória. Como
parte das atividades você terá que fazer a montagem e ajustes dos equipamentos e
instrumentos necessários para a realização do experimento.
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
•descrever o movimento de corpos cilíndricos em um plano inclinado;
•relacionar as transformações energéticas sofridas pela energia potencial inicial dos
corpos cilíndricos ao rolarem pelo plano inclinado;
•distinguir energia cinética de translação da energia cinética de rotação;
•determinar experimentalmente a energia cinética de translação e energia cinética
de rotação de corpos rígidos cilíndricos rolantes;
•constatar o significado físico do momento de inércia;
•verificar quantitativamente a transformação da energia mecânica gravitacional em
energia cinética;
•observar o princípio da conservação da energia mecânica.
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
Quem nunca ouviu a famosa frase de Antoine Lavoisier: "Na natureza, nada se perde,
nada se cria, tudo se transforma"? Na física, esta constatação remete diretamente ao
princípio da conservação de energia. Por seu turno, o conceito de energia está
correlacionado às situações em que se encontram os corpos; estas podem ser de
movimento (energia cinética), de separação entre os corpos (energia potencial
gravitacional), de deformações sofridas por um corpo (energia elástica), dentre outras
possibilidades. Um sistema tem propensão de conservar a energia, sempre que realiza
determinado trabalho num sentido e inverte o sinal num trabalho realizado em sentido
oposto. Este cenário não ocorre quando estão presentes as chamadas forças resistentes,
entre as quais se encontram a força de atrito e a resistência do ar.
Para as pessoas de um modo geral, a energia é um conceito um tanto obscuro e difícil de
ser definido em poucas palavras. A experiência cotidiana sugere que energia é algo capaz
de produzir certas mudanças no mundo a nossa volta. A correnteza de um rio. O voo de
um pássaro. Uma pick-up subindo uma ladeira íngreme. Em todos esses casos sabemos
apontar a presença da energia.
Iremos restringir aqui à definição de energia, em mecânica (EM), como a capacidade de
realizar trabalho. Um conceito completo inclui outras áreas como calor, luz, eletricidade,
etc. Por enquanto, basta pensar na energia, como algo que pode ser transferido por meio
de forças. A energia mecânica total de um sistema é a soma da energia potencial (EP)
com a energia cinética (EC), isto é, EM = EP + EC. E no caso de um sistema
conservativo, a energia mecânica obedece ao princípio de conservação, EMinicial=
EMfinal.
3. O EXPERIMENTO
Nesse experimento você irá utilizar a base de ensaio, onde fará uso dois corpos
cilíndricos sendo um oco e outro maciço. Fará uso, também, de um nível bolha para
nivelar a base de ensaio, um sensor fotoelétrico. Você irá medir também os intervalos do
trajeto com cronômetro e posicionar a base na angulação necessária para a realização do
experimento.
4. SEGURANÇA
O experimento foi concebido para não trazer riscos físicos. Ainda assim, o experimento
necessita de EPI'S adequados para a realização da atividade no laboratório.
5. CENÁRIO
Você irá encontrar sobre a bancada a base de ensaio, os dois corpos de prova cilíndricos,
o sensor fotoelétrico, um cronômetro e o nível bolha.
Nível bolha: É utilizado para alinhar o plano inclinado.
Fuso elevador: Usado para regular a angulação do plano inclinado no qual o corpo de
prova irá percorrer.
Sensor de passagem: É utilizado para verificar o tempo que o corpo de prova leva para
percorrer o trajeto determinado.
Cronômetro: É utilizado para medir o tempo que o corpo de prova leva para percorrer do
topo da haste até passar pelo sensor de passagem.
Corpos de prova: Corpos de prova cilíndricos, sendo um oco e outro maciço e os dois
com diâmetro externo igual a 50mm.
ATIVIDADES
1) Qual das alternativas abaixo representa a fórmula da Energia Potencial
Gravitacional?
a) (K.X2)/2;
b) 1/2 I ω2;
c) m.g.h.
2) Subentende-se por energia mecânica total de um movimento:
a) a energia química proveniente de um combustível para colocar um corpo em
movimento;
b) a soma de todas as energias de movimento de um corpo;
c) a energia resultante do calor produzido pelo movimento.
3) Sobre a propriedade momento de inércia, podemos afirmar que:
a) está relacionado ao movimento de translação de corpos;
b) expressa o grau de dificuldade em se alterar o estado de movimento de um corpo
em rotação;
c) não possui relação com a massa do corpo.
4) Sobre a diferença de Energia Potencial Gravitacional de um corpo entre dois
pontos distintos, é correto afirmar que:
a) independe da posição do corpo;
b) depende da trajetória executada;
c) depende da diferença de altura entre os dois pontos.
5)Analisando a conservação de energia, a energia cinética total é a soma das:
a) energias cinéticas de translação e rotação;
b) energias cinéticas de translação e energia elétrica;
c) energia dinâmica e energia elástica.
6) Qual a principal razão para a existência do Erro relativo percentual em relação à
energia inicial do cilindro?
a) Perdas por atrito no plano inclinado e resistência do ar;
b) Erros associados às medições;
c) Erros nas aproximações dos cálculos
7) Qual a consequência do aumento do ângulo da rampa de ensaio?
a) Aumento da velocidade do corpo de prova cilíndrico;
b) Diminui a velocidade do corpo de prova cilíndrico;
c) Diminuição da velocidade do corpo de prova cilíndrico.
8) A energia cinética de translação de um corpo cilíndrico, sabendo que sua massa
é igual a 500g e sua velocidade é 1,6m/s, é igual a:
a) 6,4 J;
b) 0,64 J;
c) 1,28 J
9) Utilizando o que você aprendeu sobre o Princípio da Conservação da Energia,
determine a velocidade de um carrinho de montanha russa ao alcançar seu ponto
mais baixo, sabendo que ele partiu do repouso do ponto mais alto a 20 m de altura.
(Considere a aceleração da gravidade como 10 m/s2).
a) 20 m/s;
b) 10 m/s;
c) 200 m/s.
10) Para movimentos rotacionais em planos inclinados a diferença da energia
cinética entre dois pontos do plano é igual:
a) à variação da energia potencial gravitacional;
b) à aceleração do corpo de prova cilíndrico;
c) ao tempo de trajeto do corpo de prova cilíndrico.
LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISÕES
1. OBJETIVO
O experimento aborda conceitos que se relacionam com os lançamentos horizontais e as
colisões entre os corpos. Para tal, serão utilizadas esferas metálicas e uma rampa de
lançamento. As esferas podem ser lançadas individualmente para avaliar o lançamento
horizontal, ou em conjunto para tratar as colisões entre os corpos.
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
•descrever como se dão os lançamentos horizontais, assim como os aspectos
referentes às colisões se desejar;
•tratar de aspectos importantes para o estudo da física como conservação de
energia e de momento linear;
•utilizar equações matemáticas que descrevem esses movimentos e comparar com
o que acontece experimentalmente.
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
O conceito de lançamento horizontal é aplicável sempre que um corpo é lançado com
velocidade vertical inicial desprezível, como uma aeronave que voa paralelamente ao solo
e deixa cair uma caixa, ou ao empurrarmos um objeto de uma mesa. Já as colisões
acontecem cotidianamente sempre que dois objetos se chocam, como em acidentes
automotivos ou no choque entre duas bolas de bilhar.
3. O EXPERIMENTO
Neste experimento esferas metálicas são postas para rolar em uma plataforma de
lançamento, sendo lançadas horizontalmente no final da mesma e colidindo com um
papel que registrará os seus alcances. Elas podem ser postas para rolar individualmente
analisando apenas os aspectos referentes ao lançamento horizontal das mesmas, ou
podem ser colocadas duas esferas na plataforma (uma no início e outra no final
aguardando a colisão), para assim tratar das colisões entre os corpos.
4. SEGURANÇA
O experimento foi pensando para não trazer riscos físicos, pois os objetos utilizados são
leves e pouco nocivos. Mesmo com essas precauções, o uso de equipamentos de
proteção individual (EPIs) é de extrema importância para a segurança durante a
realização de experimentos.
Neste experimento, recomenda-se o uso do jaleco.
5. CENÁRIO
Você irá encontrar sobre a bancada do experimento:
Rampa de lançamento: equipamento onde se posicionam as esferas para que sejam
lançadas.
Esferas metálicas: corpos que serão posicionados na rampa afim de se estudar os
movimentos dos mesmos.
Papéis Ofício e Carbono: papéis utilizados para o registro do alcance das esferas após o
lançamento ser realizado.
 
ATIVIDADES
1) Uma aeronave, voando horizontalmente, abandona uma caixa, mantendo a sua
velocidade constante durante todo o processo. Desprezando a resistência do ar, o
que podemos afirmar a respeito da posição da caixa, com relação ao avião, ao
atingir o solo?
a) A caixa irá cair em linha reta, ficando para trás da aeronave que segue se movendo
para frente;
b) Ao abandonar a caixa, ela terá, inicialmente, a velocidade da aeronave. Isso
caracterizá um lançamento horizontal, onde a caixa passará à frente da aeronave;
c) Ao abandonar a caixa, ela terá, inicialmente a velocidade da aeronave. Isso
caracterizará um lançamento horizontal, onde a caixa acompanha a posição
horizontal do avião que possui velocidade constante.
2) Três pedras são lançadas do alto de um prédio, como indica a figura. Qual das
grandezas físicas é responsável pela diferença da trajetória?
a) Aceleração;
b) Velocidade vertical (vy);
c) Velocidade de lançamento (vx).
3) Analisando a figura a seguir, que compara um movimento de queda livre
(movimento retilíneo sob ação da gravidade) com um lançamento horizontal, o que
podemos dizer sobre o tempo necessário para as esferas atingirem o solo?
a) É maior na queda livre;
b) É maior no lançamento horizontal;
c) O tempo de queda é igual para ambos
4) Qual a grandeza física é preservada numa situação de choque inelástico entre
dois corpos?
a) Energia cinética;
b) Quantidade de movimento;
c) Velocidade.
5) Após uma colisão do tipo (1), os corpos se afastam com a mesma velocidade
relativa que se aproximavam anteriormente ao choque. Já no tipo (2), os corpos
seguem juntos após a colisão (com mesma velocidade). Os números (1) e (2)
referem-se, respectivamente a:
a) inelástica e perfeitamente elástica;
b) parcialmente elástica e inelástica;
c) perfeitamente elástica e inelástica.
6) Quais fatores reais, quando comparados ao modelo teórico, podem provocar
diferenças experimentais?
a) Resistência do ar e atrito com a rampa;
b) Massa das esferas e resistência do ar;
c) Massa das esferas e atrito com a rampa.
7) Qual a importância do uso de papel carbono no experimento realizado?
a) Evitar o deslizamento da esfera ao colidir com a mesa;
b) Demarcar o papel ofício quando a esfera o atinge, para que seja possível mensurar
o alcance do lançamento;
c) Reforçar o local que a esfera cai para não causar danos à bancada
8) Por que a horizontalidade é fundamental no trecho final da plataforma de
lançamento do experimento realizado?
a) Porque, só assim, é possível garantir a conservação de energia;
b) Para garantir o maior alcance possível no lançamento;
c) Para que a componente vertical da velocidade de lançamento seja nula, afim de
tratarmos o lançamento como exclusivamente horizontal.
9) O coeficiente de restituição, grandeza que determina o grau de elasticidade da
colisão, pode ser determinado como:
a) a razão entre as quantidades de movimento antes e depois da colisão;
b) a razão entre a velocidade de aproximação (velocidade relativa antes do choque) e
de afastamento (velocidade relativa depois do choque);
c) a diferença entre o produto das velocidades antes e depois da colisão.
10) O que significa, em termos práticos, dizer que o coeficiente de restituição (e) de
uma colisão é igual a 1?
a) Significa que a colisão foi parcialmente elástica;
b) Significa que a colisão foi inelástica;
c) Significa que a colisão foi perfeitamente elástica.
	1. OBJETIVO
	Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
	2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
	3. O EXPERIMENTO
	4. SEGURANÇA
	5. CENÁRIO
	APRESENTAÇÃO
	1. OBJETIVO
	Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
	2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
	3. O EXPERIMENTO
	4. SEGURANÇA
	5. CENÁRIO
	PRINCIPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
	1. OBJETIVO
	Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
	2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
	3. O EXPERIMENTO
	4. SEGURANÇA
	5. CENÁRIO
	1. OBJETIVO
	Ao final deste experimento, você deverá sercapaz de:
	2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
	3. O EXPERIMENTO
	4. SEGURANÇA
	5. CENÁRIO