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Física 1 -29

Conjunto de exercícios de Física (pré-universitário) com questões sobre trabalho e energia, forças e atrito, empuxo e subida de esfera, impacto e força média, força variável, mola, movimento projetil, pêndulo, perda de contato em hemisfério e queda com resistência do ar.

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Física
 
Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 
159 
 
Questão 01 
O prof Renato Brito conta que uma caixa de massa m = 5 kg parte do repouso em A e desloca-se 
sob ação das forças F1 = 40N e F2 = 10 N, até passar pelo ponto C. Apenas no trecho BC existe 
atrito de intensidade FAT = 5 N. 
F
1
BA
8 m
C
2 m
F
2 60º
 
 
a) Determine o trabalho realizado por cada uma das forças F1, F2, FAT, N e P no trecho AC. 
b) Qual a velocidade da caixa ao passar pelo ponto C ? 
c) Quanto deveria ser a intensidade da força de atrito FAT no trecho BC capaz de fazer a caixa 
parar em C? 
 
Questão 02 
Uma pequena esfera de isopor, de densidade d, é abandonada no fundo de um tanque contendo 
água até uma altura H. Se a gravidade local vale g e a densidade da água vale , o prof Renato 
Brito pede para você determinar a altura máxima x atingida pela bola, medida a partir da superfície 
da água. Despreze quaisquer forças de resistência (atrito, viscosidade etc) 
a) 







1
d
.H b) 







1
d
.H c) 2 







1
d
.H d) 2 







1
d
.H 
g
H
X
 
 
 
Questão 03 
Um projétil de massa m = 100 g atinge perpendicularmente uma parede vertical com velocidade 
escalar 60 m/s. O projétil penetra na parede e desloca-se 20 cm até parar.Determine a intensidade 
da força que a parede exerce no projétil e que se opõe ao movimento. Considere esta força 
constante. 
a) 100 N 
b) 400 N 
c) 600 N 
d) 700 N 
e) 900 N 
 
 
Física
 
Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 
160 
Questão 04 
Uma partícula de massa 2 kg se move ao longo do eixo Ox. O módulo da força resultante 
horizontal, em newtons, que atua sobre a partícula é dado por F(x) = 12  4x. Se a partícula 
estava em repouso na posição x = 0, a sua velocidade na posição x = 4 m é : 
a) 3,5 m/s. 
b) 4,0 m/s. 
c) 4,5 m/s. 
d) 5,0 m/s. 
e) 6,0 m/s 
 
 
 
Questão 05 
Um bloco é lançado horizontalmente com velocidade inicial Vo em direção a uma rampa inclinada 
lisa. Durante o percurso horizontal, existe um trecho de comprimento d onde há atrito, cujo 
coeficiente cinético vale . . O prof Renato Brito pede que você determine a altura máxima h 
atingida pelo bloco ao longo da rampa. 
a) .d 
g.2
V 20  
b) .d2. 
g.2
V 20  
c) .d 
g
V 20  
d) 
2
0V 2 .d
2g
  
 
 
V = 0
g
Voh
d
 
 
 
 
 
Questão 06 
Um bloco de massa m = 0,5 kg desloca-se sobre um plano horizontal com atrito e comprime uma 
mola de constante elástica k = 160 N/m. O coeficiente de atrito vale  = 0,4 e a aceleração da 
gravidade vale g = 10 m/s2 . Sabendo que a máxima compressão atingida pela mola vale 10 cm, 
calcule a velocidade V da caixa no exato instante em que toca a mola. 
a) 1 m/s b) 2 m/s c) 3 m/s d) 4 m/s e) 5 m/s 
V
K
 
 
 
 
Questão 07 
Um côco foi rebolado do alto de um prédio de 15m de altura com uma velocidade Vo = 10 m/s 
numa direção que forma um ângulo  = 60o com a horizontal. Se a gravidade local vale 
g = 10 m/s2 e a resistência do ar é desprezível, pede-se determinar: 
a) a velocidade do côco ao atingir o solo 
b) a altura máxima atingida pelo côco 
 
 
Física
 
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161 
Questão 08 
Um pêndulo simples, suspenso a um ponto fixo, é composto por uma esfera de massa m = 2 kg 
presa a um fio ideal de comprimento L = 8 m. O pêndulo encontra-se inicialmente na posição 
horizontal A, de onde é abandonado a partir do repouso. Se a gravidade local vale g = 10 m/s2 , 
determine a tração T no fio quando a esfera passar pelo ponto B, após ter descido uma altura 
vertical h = 6 m 
a) 30 N 
b) 35 N 
c) 40 N 
d) 45 N 
e) 60 N 
 
A
B
C
h
L
 
Questão 09 
Uma bolinha de massa m é abandonada do repouso do alto de um hemisfério liso de raio R, num 
local onde a gravidade vale g. Pede-se determinar a altura H em que a bolinha perderá o contato 
com o hemisfério. 
a) 2R/3 
b) 3R/4 
c) 4R/5 
d) R/2 
e) 3R/5 
 
gA
B
R
H
 
Questão 10 
O bloco de massa m = 8 kg é abandonado do repouso da posição 
indicada na figura. A constante elástica da mola é K = 200 N/m. 
Sendo g = 10 m/s2, determine: 
a) a máxima velocidade atingida pelo bloco; 
b) a máxima deformação que a mola sofre. 
K
1,6 m
 
Questão 11 
(Unicamp adaptada) Uma criança solta uma bolinha metálica de massa m = 50g, com velocidade 
inicial nula, do alto de um prédio de 100m de altura. Devido ao atrito com o ar, o gráfico da posição 
da pedrinha em função do tempo não é mais a parábola y = 100  5t2, mas sim o gráfico 
representado adiante. 
 
a) Com que velocidade (velocidade limite) a bolinha bate no chão (altura = 0) ? 
b) Qual é o trabalho realizado pela força de resistência do ar entre t = 0 e t = 11 segundos ? 
c) Admitindo que todo a energia mecânica dissipada seja convertida em energia térmica (calor) 
levando ao aquecimento da bola, determine a sua variação de temperatura nesse processo. 
O calor específico do metal vale c = 0,475 J /g.oC 
 
Física
 
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162 
Questão 12 
Uma bomba (B) recalca água à taxa de 0,04 m3 por segundo, de um depósito (A) para uma caixa 
(C) no topo de uma casa. A altura de recalque é 9,2 m e a velocidade da água na extremidade do 
tubo de descarga (D) é 4 m/s. Considerar g = 10 m/s2 . Desprezar as dissipações de energia. A 
potência da bomba é: 
a) 2500 w 
b) 2000 w 
c) 3000 w 
d) 4000 w 
e) 5000 w 
 
 
 
Questão 13 
Na situação da figura, o motor elétrico faz com que o bloco de 15 kg de massa suba com 
velocidade constante de 2 m/s. O cabo que sustenta o bloco é ideal, a resistência do ar é 
desprezível e adota-se g = 10 m/s2. Considerando que nessa operação o motor apresenta 
rendimento de 60%, calcule: 
a) a potência mecânica desenvolvida pelo motor 
b) a potência elétrica que ele recebe nos seus terminais 
c) Se o motor for alimentado pela rede elétrica de 200V, 
determine a corrente elétrica que o motor puxa; 
d) a potência dissipada pelo motor. 
 
MOTOR
g

 
 
 
 
 
Questão 14 
(Fuvest) Uma esteira rolante transporta 15 caixas de bebida por minuto, de um depósito no 
subsolo até o andar térreo. A esteira tem comprimento de 12 m, inclinação de 30° com a horizontal 
e move-se com velocidade constante. As caixas a serem transportadas já são colocadas com a 
velocidade da esteira. Se cada caixa pesa 200 N, o motor que move a esteira deve fornecer uma 
potência de: 
a) 20W b) 40W c) 300W d) 600W e) 1800W 
 
 
 
 
 
 
Questão 15 
A figura mostra um veículo esportivo de massa M = 800 kg subindo uma rampa de inclinação 
 = 30o com a horizontal , a uma velocidade constante v = 72 km/h. Se a gravidade local vale 
g = 10 m/s2, o prof Renato Brito pede que você determine a potência desenvolvida pelo motor do 
carro durante essa subida. 
a) 20.000 W 
b) 40.000 W 
c) 60.000 W 
d) 80.000 W 
e) 90.000 W 
 
 
 
 
 
 
Física
 
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163 
Pensando em Casa
Pensando em Casa
 
ATENÇÃO: É absolutamente necessário ler a teoria desse 
capítulo antes de resolver as questões referentes a ele. As 
questões que se seguem não são mera aplicação de fórmulas, 
requerem uma real compreensão dos aspectos teóricos do 
assunto. Se você não leu TODA A TEORIA relativa a esse 
capítulo, NÃO INICIE A TAREFA DE CASA AGORA. 
 
1ª Questão Introdutória para você descontrair 
Problemas de mecânica que envolvem as variáveis velocidade, 
força, deslocamentos, deformações de molas, MAS NÃO 
ENVOLVEM A VARIÁVEL TEMPO, geralmente sãomais 
facilmente resolvidos quando você faz uso dos conceitos de: 
a) esquistossomose 
b) botânica 
c) genética 
d) trabalho e energia 
e) ciclo de Krebs 
2ª Questão Introdutória para você descontrair 
A grande vantagem de se fazer uso dos conceitos de Trabalho e 
Energia para se resolver problemas de Dinâmica é que: 
a) escolhendo, convenientemente, as posições inicial e final, o 
estudante terá o privilégio de resolver a questão dividindo o 
problema em várias partes, cada uma com uma equação. 
Afinal, é muito melhor trabalhar com várias equações ! 
b) escolhendo, convenientemente, as posições inicial e final, o 
estudante terá o privilégio de resolver a questão dividindo o 
problema em várias partes. Assim, ele gastará duas folhas de 
papel na resolução e finalmente poderá comprar aquela sua 
caneta nova da Hello Kitty ! 
c) escolhendo, convenientemente, as posições inicial e final, o 
estudante terá o privilégio de resolver toda a questão com uma 
única equação, sem dividir o problema em várias partes, 
poupando tempo e esforços. 
 
Questão 01 -  
Um caminhão carregado e um pequeno automóvel movem-se 
ambos com a mesma energia cinética. Sobre esse movimento, o 
prof Renato Brito pede que considere as afirmativas a seguir: 
 
I - A velocidade do automóvel é maior que a do caminhão; 
II - O trabalho que deve ser realizado para frear o caminhão é 
maior que o trabalho que deve ser realizado para fazer parar o 
automóvel; 
III- Se ambos são freados (até parar) por meio de forças de 
mesma intensidade, a distância percorrida pelo caminhão será 
maior do que a percorrida pelo automóvel durante a frenagem. 
Pode-se afirmar que: 
 
a) apenas I é verdadeira; 
b) apenas I e II são verdadeiras; 
c) apenas I e III são verdadeiras; 
d) apenas II e III são verdadeiras; 
e) todas as afirmativas são verdadeiras. 
 
Questão 02 -  
O bloco da figura parte do repouso, empurrado por uma força F 
de intensidade constante que atua durante todo o percurso. O 
trecho a é liso, e o trecho b é áspero. O prof Renato Brito pede 
para você determinar a intensidade da força de atrito que agiu 
sobre o bloco no trecho b, sabendo que o bloco pára o ao final do 
percurso. 
F
a b
 
 
a) 






b
a
1F b) 






a
b
1F c) 
b
a
F d) 
a
b
F
 
 
Dica: o aluno não deve resolver o problema dividindo-o em várias partes, 
escrevendo várias equações. O mais interessante da ferramenta Trabalho e 
Energia é exatamente o fato de que, com uma única equação, o problema está 
resolvido. 
 
Questão 03 -  
Um bloco de madeira foi lançado sobre um solo horizontal com 
velocidade vo e atravessa dois trechos consecutivos de mármore e 
granito, de comprimentos d1 e d2 e coeficientes de atrito 1 e 2. 
Sabendo que a gravidade local vale g e que o bloco pára ao final 
do percurso, o prof. Renato Brito pede que você determine vo. 
Dados: d1 = 1 m, d2 = 2 m, 1 = 0,3, 2 = 0,25, g = 10 m/s2 
 
d1 d2
Vo
 
Dica: o aluno não deve resolver o problema dividindo-o em várias partes, 
escrevendo várias equações. O mais interessante da ferramenta Trabalho e 
Energia é exatamente o fato de que, com uma única equação, o problema está 
resolvido. 
 
Questão 04 
(UECE) Um pequeno objeto esférico de densidade 0,2 g/cm3 está 
preso ao fundo de um recipiente contendo água 
(densidade 1,0 g/cm3), conforme a figura 1. Ao ser liberado, o 
objeto é acelerado e, ao deixar a água, atinge uma altura h 
(figura 2). Desprezando forças viscosas e tensão superficial, e 
adotando a aceleração da gravidade g = 10m/s2, determine h. 
a) 10 cm 
b) 20 cm 
c) 40 cm 
d) 50 cm 
 
h
10cm
Figura 1 Figura 2
 
Dica: Veja a questão 2 de classe 
 
Física
 
Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 
164 
Questão 05 -  
(ITA) Um projétil de massa m = 5,00 g atinge perpendicularmente 
uma parede com velocidade V = 400 m/s e penetra 10,0 cm na 
direção do movimento. (Considere constante a desaceleração do 
projétil na parede). Se a bala fosse disparada agora com uma 
velocidade de 600 m/s, a penetração seria de: 
a) 15 cm b) 225 cm c) 22,5 cm d) 250 cm e) 45 cm 
 
Dica: Veja a questão 3 de classe 
Questão 06 
(AFA) Um bloco de massa M = 3,0 kg, partindo do repouso, é 
puxado sobre uma superfície horizontal sem atrito por uma força F 
de módulo variável, mas cuja direção é sempre constante e 
horizontal. O módulo da força F varia com a distância x 
percorrida pelo bloco conforme é ilustrado no gráfico a seguir. 
A Velocidade do bloco quando ele atinge a posição 
x = 5,0 m vale, aproximadamente: 
F ( N )
X ( m )
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
0
1,0
2,0
 
V0 = 0 M
F

0 1 m 2 m 3 m 4 m 5 m X 
a) 2 m/s b) 4 m/s c) 6 m/s d) 8 m/s e) 10 m/s 
 
Questão 07 -  
(AFA) Uma partícula de massa 0,8 kg se move ao longo do eixo 
Ox. O módulo da força resultante horizontal, em newtons, que 
atua sobre a partícula é dado por F(x) = 2x – 2. Se a partícula 
passa pela posição x = 0 com velocidade vi = +4 m/s, a velocidade 
dela ao passar pela posição x = 4 m é 
a) 3,5 m/s. b) 4,0 m/s. c) 4,5 m/s. d) 5,0 m/s. e) 6,0 m/s 
Dica: Veja a questão 4 de classe 
Questão 08 -  
Um bloco de massa m, abandonado no topo de um plano 
inclinado liso de altura h, desce a ladeira e atinge um piso 
horizontal rugoso, de coeficiente de atrito  , onde o bloco, então, 
percorre uma distância d até parar. Se a aceleração da gravidade 
vale g, a distância d vale: 
a)  . H 
b) 

H
 
c) 
1
H

 
d) 
1
.H


 
 
 
h
d
m
 
Dica: o aluno não deve resolver o problema dividindo-o em várias partes, 
escrevendo várias equações. O mais interessante da ferramenta Trabalho e 
Energia é exatamente o fato de que, com uma única equação, o problema está 
resolvido. Veja questão 5 de classe. 
 
Questão 09 -  
Uma pequena caixa de massa m é abandonada a uma altura 
h = 5,0 m e escorrega ladeira abaixo em direção ao trecho 
horizontal onde o coeficiente de atrito vale  = 0,2 , e que se 
encontra dividido em quatro segmentos iguais. Sabendo que só 
existe atrito no trecho horizontal, O prof Renato Brito pede para 
você determinar em qual ponto a caixa vai parar. 
A B C D E
10 m
h
 
Dica: no cálculo do trabalho do Fat, só são computados “metros” percorridos no 
trecho horizontal, ida e volta, visto que só nele há atrito. 
 
Questão 10-  
(UF-MG) Um corpo de massa m possui velocidade inicial em A de 
2 m/s e percorre a trajetória ABC, como mostra a figura. O trecho 
em rampa é perfeitamente liso e a partir do ponto B existe atrito de 
coeficiente igual a 0,10. A distância horizontal d que o corpo 
percorre até parar é (adote g = 10 m/s2) 
a) 60 m 
b) 81 m 
c) 72 m 
d) 90 m 
e) 45 m 
7 m
A
vo
10 m d
B D C
 
Dica: o aluno não deve resolver o problema dividindo-o em várias partes, 
escrevendo várias equações. O mais interessante da ferramenta Trabalho e Energia 
é exatamente o fato de que, com uma única equação, o problema está resolvido. 
 
Questão 11 -  
Um bloco é abandonado em repouso num ponto A de um plano 
inclinado, conforme a figura. Os trechos inclinados AB e CD são 
perfeitamente lisos e o trecho horizontal BC apresenta atrito de 
coeficiente 0,40. o prof Renato Brito pede para você determinar a 
altura máxima que o bloco atinge no trecho CD. 
vA = 0
B C
5 m
3m
DA
 
Dica: o aluno não deve resolver o problema dividindo-o em várias partes, 
escrevendo várias equações. O mais interessante da ferramenta Trabalho e Energia 
é exatamente o fato de que, com uma única equação, o problema está resolvido. 
Questão 12 
Um bloco de massa m = 1,0 kg desloca-se sobre um plano 
horizontal com atrito e comprime uma mola de constante elástica 
k = 10 N/m. O coeficiente de atrito vale  = 0,3 e a aceleração da 
gravidade vale g = 10 m/s2. Sabendo que a máxima compressão 
atingida pela mola vale 40 cm, calcule a velocidade V da caixa no 
exato instante em que toca a mola. 
a) 1 m/s b) 2 m/s c) 3 m/s d) 4 m/s e) 5 m/s 
V
K

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