Física Mecânica Clássica Teste Final

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Física Mecânica Clássica - Teste Final
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Enviado 16 jan em 22:17
Esta tentativa levou 43 minutos.
 
Pergunta 1
1 / 1 pts
(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
  
F - V - V
 
  
F - F - V
 
  
V - V - F
 
Correto!
  
V - F - V
 
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.
  
V - V - V
 
 
Pergunta 2
1 / 1 pts
(PUC-RS) Uma jogadora de tênis recebe uma bola com velocidade de 15,0m/s e a rebate na mesma direção e em sentido contrário com velocidade de 30,0m/s.
 Se a bola realiza uma trajetoria com o módulo da aceleração média de 180m/s2, qual o tempo que a bola permanece em contato com a raquete antes de ser rebatida?
Correto!
  
|0,25s|
 
Resposta correta.
Orientando a trajetória, antes de rebater, velocidade positiva e depois de rebater, velocidade negativa:
Considerando que a am = (vf - vi) / (tf - ti)
180 = (-30 – 15)/ (tf - 0) , ou seja, 180 =- 45/ t  >>  t = - 0,25s
OBS: o tempo está com sinal negativo somente para interpretar o rebatimento da bola em sentido contrário e velocidade negativa, pois não existe tempo negativo. 
  
|0,08s|
 
  
|0,30s|
 
  
|4s|
 
  
|0,16s|
 
 
Pergunta 3
1 / 1 pts
(UERJ - 2013) Um bloco de madeira encontra-se em equilíbrio sobre um plano inclinado de 45º em relação ao solo.
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 22.
  
1,0N
 
  
2,82N
 
Correto!
  
2,0N
 
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:
fatrito = P. sen 45º
N = P. cos 45º
Sendo N igual a 2 N e o sen 45º igual ao cos 45º, então:
fatrito = N = 2 newtons
Portanto, entre o bloco e o plano inclinado, a intensidade da força de atrito é igual a 2,0 N.
  
0,71N
 
  
1,41N
 
 
Pergunta 4
1 / 1 pts
(Vunesp) Um corpo A é abandonado de uma altura de 80 m no mesmo instante em que um corpo B é lançado verticalmente para baixo com velocidade inicial de 10 m /s, de uma altura de 120 m. Desprezando a resistência do ar e considerando a aceleração da gravidade como sendo 10 m/s2, é correto afirmar, sobre o movimento desses dois corpos, que :
a) Os dois chegam ao solo no mesmo instante.
b) O corpo B chega ao solo 2,0 s antes que o corpo A
c) O tempo gasto para o corpo A chegar ao solo é 2,0 s menor que o tempo gasto pelo B
d) O corpo A atinge o solo 4,0 s antes que o corpo B
e) O corpo B atinge o solo 4,0 s antes que o corpo A
  
O tempo gasto para o corpo A chegar ao solo é 2,0 s menor que o tempo gasto pelo B
 
  
O corpo B chega ao solo 2,0 s antes que o corpo A
 
  
O corpo A atinge o solo 4,0 s antes que o corpo B
 
Correto!
  
Os dois chegam ao solo no mesmo instante.
 
Resposta Correta.
Vamos iniciar calculando o tempo do corpo A.
ℎ=12��2=80�=12.10��2.�2=5��2.�2
�2=80�5��2=16�2⇒�=16�22=4�
Agora, calculamos o tempo do corpo B.
ℎ=�0�+12��2⇒120�=10��.�+12.10��2�2
120=10.�+5.�2⇒5�2+10�−120=0
Se dividimos os elementos por 5, então chegamos à equação simplificada �2+2�−24=0
Como chegamos a uma equação do 2º grau, utilizaremos a fórmula de Bháskara para encontrar o tempo.
Como o tempo não pode ser negativo, o tempo do corpo b foi de 4 segundos, que é igual ao tempo que o corpo A levou e, por isso, a primeira alternativa está correta: os dois chegam ao solo no mesmo instante.
  
O corpo B atinge o solo 4,0 s antes que o corpo A
 
 
Pergunta 5
1 / 1 pts
(Enem 2012) Um automóvel, em movimento uniforme, anda por uma estrada plana, quando começa a descer uma ladeira, na qual o motorista faz com que o carro se mantenha sempre com velocidade escalar constante.
Durante a descida, o que ocorre com as energias potencial, cinética e mecânica do carro?
 
  
A energia potencial gravitacional mantém-se constante, já que há apenas forças conservativas agindo sobre o carro.
 
Correto!
  
A energia mecânica diminui, pois a energia cinética se mantém constante, mas a energia potencial gravitacional diminui.
 
Resposta correta:
Como Em = Ec + Ep, então a energia mecânica diminui, pois a energia cinética se mantém constante, mas a energia potencial gravitacional diminui.
A energia cinética depende da massa e da velocidade, como não mudam, a energia cinética se mantém constante.
A energia potencial diminui, pois, depende da altura.
 
  
A energia cinética aumenta, pois a energia potencial gravitacional diminui e quando uma se reduz, a outra cresce.
 
  
A energia mecânica mantém-se constante, já que a velocidade escalar não varia e, portanto, a energia cinética é constante.
 
  
A energia cinética mantém-se constante, já que não há trabalho realizado sobre o carro.
 
 
Pergunta 6
1 / 1 pts
(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 Ec1 a energia cinética do veículo calculada com a velocidade informada pelo motorista e Ec2 aquela calculada com o valor apurado pelo perito.
A razão Ec1/Ec2 corresponde a:
Correto!
  
1/4
 
Resposta Correta.
A razão entre a energia cinética informada pelo motorista e a energia cinética encontrada pelo perito é dada por:
.
  
1/2
 
  
2
 
  
1
 
  
1/3
 
 
Pergunta 7
1 / 1 pts
(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."
Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta
  
se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade.
 
Correto!
  
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.
 
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 suasdistâncias, e chamamos essa Lei de Gravitação Universal:
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.
  
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 avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.
 
  
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.
 
 
Pergunta 8
1 / 1 pts
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:
 
Correto!
  
4m/s2
 
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.
  
-5m/s2
 
  
14,4m/s2
 
  
-14,4m/s2
 
  
-4m/s2
 
 
Pergunta 9
1 / 1 pts
(ENEM-2016)
No dia 27 de junho de 2011, o asteroide 2011 MD, com cerca de 10 m de diâmetro, passou a 12 mil quilômetros do planeta Terra, uma distância menor do que a órbita de um satélite. A trajetória do asteroide é apresentada na figura:
A explicação física para a trajetória descrita é o fato de o asteroide
  
sofrer a ação de uma força resultante no mesmo sentido de sua velocidade.
 
  
deslocar-se em um local onde a resistência do ar é nula.
 
  
deslocar-se em um ambiente onde não há interação gravitacional.
 
Correto!
  
estar sob a ação de uma força resultante cuja direção é diferente da direção de sua velocidade.
 
Resposta correta.
A força resultante no asteroide é de natureza gravitacional e tem uma componente tangencial que altera o módulo de sua velocidade e uma componente centrípeta que altera a direção de sua velocidade, tornando a trajetória curva.
Portanto, a explicação física dessa trajetória do asteróide é por estar sob a ação de uma força resultante cuja ' direção' é diferente da direção de sua velocidade.
  
sofrer a ação de uma força gravitacional resultante no sentido contrário ao de sua velocidade.
 
 
Pergunta 10
1 / 1 pts
(Enem - 2015) Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.
Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2 , que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de
 
Dica: ��=12�.�2 e éêéé�=��,�����é���ê����,�é������ℎ���é�����.
  
30s
 
  
300s
 
Correto!
  
33s
 
Resposta Correta.
No carro solar, a energia recebida do Sol é transformada em trabalho. Esse trabalho será igual a variação da energia cinética.
Antes de substituir os valores no teorema da energia cinética, devemos transformar o valor a velocidade para o sistema internacional.
108 km/h : 3,6 = 30 m/s.
O trabalho será igual a:
No local, a insolação é igual a 1 000 W para cada m2 . Como a placa tem uma área de 9 m2, a potência do carro será igual a 9 000 W. Entretanto, o rendimento é de 30%, logo a potência útil será igual a 2 700 W.
Lembrando que potência é igual a razão do trabalho pelo tempo, temos:
.
  
1s
 
  
10s
 
Pontuação do teste: 10 de 10
PÚBLICA