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Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 183 Questão 01 Uma bolinha de chiclete de massa m, que se move com velocidade Vo num plano horizontal liso, cai de uma altura h e “gruda” num carrinho de massa M, inicialmente em repouso (veja a figura a seguir). O prof Renato Brito pede para você determinar qual velocidade adquirida pelo carrinho, após esse episódio. h v o g Questão 02 A figura mostra um carrinho de massa M que se move num solo horizontal liso com velocidade constante V. Uma massa plástica de massa m que encontrava-se suspenso ao teto através de um fio, irá cair e aderir ao carrinho durante a sua passagem. Pede-se determinar a nova velocidade V ’ do sistema (carrinho + bloco) após esse episódio. g m M V V 'm M V ' Questão 03 A figura mostra um carrinho de massa M que se move num solo horizontal liso com velocidade constante V, carregando um bloquinho de mesma massa M. Rapidamente, uma pessoa retira suavemente o bloquinho de cima do carrinho. O prof Renato Brito pede que você determine a nova velocidade do carrinho. M M V V antes M M ? V = 0 depois Questão 04 A figura mostra dois carrinhos de mesma massa M que se movem juntos num solo horizontal liso com velocidade constante V, conectados entre si por um fio ideal. Presa entre eles existe uma mola comprimida. Considere que, de repente, o fio se rompe, a mola se solta impulsionando os carros. Sabendo que o carro de trás perde toda a sua velocidade quando a mola se solta, o prof Renato Brito pede que você determine a velocidade final do carro da frente. V antes ?V = 0 depois M M V M M Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 184 Questão 05 A figura mostra dois carros A e B que estavam se movendo em movimento uniforme com velocidade V para a direita, sobre um solo horizontal liso carregando água, quando de repente, as válvulas de contenção do líquido se rompem e ambos os veículos passam a derramar água. O carro A derrama água lateralmente, ao passo que B derrama água por um orifício em sua parte inferior. Sobre o movimento posterior dos veículos, pode-se afirmar que: A B a) A e B ganharão velocidade crescente para a direita; b) A se moverá com velocidade cada vez menor até parar. c) B se moverá com velocidade decrescente d) as velocidades de A e B não sofrerão alteração e) A se moverá com velocidade crescente, ao passo que B permanecerá em movimento uniforme Questão 06 Dois patinadores A e B, de massas MA e MB, encontram-se inicialmente em repouso quando, de repente, se empurram mutuamente, adquirindo velocidades respectivamente iguais a VA e VB. O prof. Renato Brito pede que você determine: a) a relação entre VA e VB; b) o quociente EcinA / EcinB entre as energias cinéticas adquiridas pelos patinadores, nesse episódio em função apenas das massas MA e MB. Questão 07 (UECE 2003) Um núcleo radioativo de Urânio-235 decai espontaneamente para Tório-231 pela emissão de uma partícula alfa(). A partícula alfa de massa m = 4,00u, tem uma energia cinética K = 4600 KeV. A reação nuclear é: 235 231U Th Então a energia cinética do núcleo de Tório – 231 de massa (mth = 231u) é aproximadamente, em keV, igual a: a) 80 b) 50 c) 20 d) 110 Questão 08 Um canhão de massa M, inicialmente em repouso, dispara um projétil de massa m com velocidade inicial vo fazendo um ângulo com a horizontal. O prof Renato Brito pede para você determinar a velocidade horizontal de recuo do canhão. m V o M Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 185 Questão 9 (Vunesp-SP) Um tubo de massa M contendo uma gota de éter de massa desprezível é suspenso por meio de um f io leve, de comprimento L, conforme ilustrado na f igura. No local, despreza-se a influência do ar sobre os movimentos e adota-se para o módulo da aceleração da gravidade o valor g. Calcule o módulo da velocidade horizontal mínima com que a rolha de massa m deve sair do tubo aquecido para que ele atinja a altura do seu ponto de suspensão. Questão 10 Um projétil de massa m = 0,05 kg incide sobre um bloco de madeira de massa M = 29,95 kg suspenso ao teto por duas cordas inextensíveis, conforme mostra a figura abaixo. No local, a aceleração da gravidade tem módulo de 10 m/s2. Desprezam-se os atritos do ar. O projétil fica alojado no bloco e a máxima altura atingida pelo conjunto, após o impacto, vale 5 cm. A velocidade da bala, antes do impacto, vale: a) 100 m/s b) 200 m/s c) 300 m/s d) 400 m/s e) 600 m/s v m M Questão 11 (ITA-SP) Na figura a seguir, temos uma massa M = 132 gramas, inicialmente em repouso, presa a uma mola de constante elástica K = 1,6 · 104 N/m, podendo deslocar-se sem atrito sobre a mesa em que se encontra. Atira-se um projétil de massa m = 12 gramas, que encontra o bloco horizontalmente, com velocidade vo = 200 m/s, incrustando-se nele. Qual é a máxima deformação que a mola experimenta? Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 186 Questão 12 A granada representada na figura tem velocidade vertical de módulo 40 m/s no momento em que explode, dividindo-se em 2 fragmentos de massas iguais cujas velocidades têm módulos iguais e direções que formam entre si um ângulo de 720 . O módulo da velocidade, em m/s, de cada fragmento, imediatamente após a explosão, será : a) 80 m/s b) 60 m/s c) 50 m/s d) 45 m/s ( dado sen 36o = 0,6 e cos 36o = 0,8) Questão 13 (UFRN) A figura a seguir mostra dois pequenos veículos, 1 e 2 de massas 2M e M, que estão prestes a colidir no ponto P, que é o ponto central do cruzamento de duas ruas perpendiculares. Toda região em torno do cruzamento é plana e horizontal. Imediatamente antes da colisão, as velocidades dos veículos têm as direções representadas na figura. Após a colisão, os veículos vão deslizar juntos pela pista molhada, praticamente sem atrito. Com base nessas informações, pode-se afirmar que o setor ao longo do qual os veículos vão deslizar juntos é o: a) setor l b) Setor II c) Setor III d) Setor IV Pergunta: Ainda nessa questão, se o veículo 1 estivesse se deslocando com velocidade 60 km (antes da colisão), qual seria a velocidade o veículo 2 (antes da colisão) ? E qual seria a velocidade do conjunto após a colisão ? Questão 14 A figura mostra dois irmãos Renato e Raul, de mesma massa, que estão em pé sobre dois carrinhos idênticos que podem se mover sobre um solo horizontal liso. Inicialmente todo o sistema encontra-se em repouso quando Renato arremessa a pesada bola de boliche para Raul, que a recebe e joga de volta para o irmão. Após várias jogadas, considere um momento em que a bola está no ar, a caminho de Raul. Qual dos diagramas abaixo melhor representa as velocidades de Renato e Raul nesse momento ? Renato Raul Renato Raul situação inicial situação final Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 187 a) b) c) d) e) Questão 15 O prof Raul Brito, de massa 60 kg, está inicialmente parado sobre uma plataforma de comprimento L = 2,6 m e massa 5 kg que repousa encostada numa parede vertical. Em seguida, Raul caminha até a outra extremidade da plataforma visando a tocar a parede mas, ao chegar lá, fica desapontado ao perceber que a plataforma se afastou da parede durante o seu movimento. Qual a distância final entrea plataforma e a parede ? a) 0,4 m b) 0,8 m c) 1,2 m d) 2,4 m e) 2.5 m Raul L Questão 16 A figura representa duas caixas A e B que se movem sobre uma mesma reta e sofrerão uma colisão frontal e elástica. Determine as velocidades das caixas após a colisão. 5 m/s A B 10 m/s 3 kg 2 kg Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 188 Questão 17 Uma caixa A que se move uniformemente sobre um solo horizontal liso colide frontal e inelástica- mente com outra caixa B, idêntica à primeira, inicialmente em repouso. Após o impacto, o conjunto AB prossegue em trajetória parabólica, atingindo um alcance horizontal D. Se a colisão tivesse sido elástica, o alcance atingido pela caixa B valeria: a) D b) 2D c) 3D d) 4D V D A B Questão 18 Oito esferas estão suspensas, sendo quatro de massa M = 120g e quatro de massa m = 30g, por fios flexíveis, inextensíveis e de massas desprezíveis, conforme a figura. Se uma esfera de massa M for deslocada de sua posição inicial e solta, ela colidirá frontalmente com o grupo de esferas estacionadas. mM mmmMM M Considere o choque entre as esferas perfeitamente elástico. O número n de esferas de massa m que se moverão é: a) um b) dois c) três d) quatro Questão 19 A Figura mostra 4 bolas a, b, c e d, de massas respectivamente iguais a 1M, 2M, 1M e 2M, todas enfileiradas, encostadas entre si, inicialmente em repouso sobre um solo horizontal. Uma quinta bola, de massa 4M, se move com velocidade V e sofre uma colisão frontal com a 1ª bola da fila. Nestas condições, após o choque, suposto central e perfeitamente elástico: v antes do choque 2M 1M 2M 1M4M abcd a) A bola a adquire uma velocidade 4V; b) As bolas a e b adquirem velocidades respectivamente 2V e V c) As bolas a, b e c adquirem a mesma velocidade V d) todas as bolas adquirem a mesma velocidade V e) As bolas a, b e c adquirem a mesma velocidades iguais a V, 2V e V, respectivamente.