SIMULADO_4_-_DINAMICA

Prévia do material em texto

SIMULADO 4 - DINÂMICA 
 
 
1. (Enem PPL) O curling é um dos esportes de inverno mais antigos e tradicionais. No jogo, 
dois times com quatro pessoas têm de deslizar pedras de granito sobre uma área marcada de 
gelo e tentar colocá-las o mais próximo possível do centro. A pista de curling é feita para ser o 
mais nivelada possível, para não interferir no decorrer do jogo. Após o lançamento, membros 
da equipe varrem (com vassouras especiais) o gelo imediatamente à frente da pedra, porém 
sem tocá-la. Isso é fundamental para o decorrer da partida, pois influi diretamente na distância 
percorrida e na direção do movimento da pedra. Em um lançamento retilíneo, sem a 
interferência dos varredores, verifica-se que o módulo da desaceleração da pedra é superior se 
comparado à desaceleração da mesma pedra lançada com a ação dos varredores. 
 
 
 
A menor desaceleração da pedra de granito ocorre porque a ação dos varredores diminui o 
módulo da 
a) força motriz sobre a pedra. 
b) força de atrito cinético sobre a pedra. 
c) força peso paralela ao movimento da pedra. 
d) força de arrasto do ar que atua sobre a pedra. 
e) força de reação normal que a superfície exerce sobre a pedra. 
 
 
2. (Upf) Sobre as leis da Mecânica, é correto afirmar: 
a) Quando uma força horizontal de valor variável e diferente de zero atua sobre um corpo que 
desliza sobre uma superfície horizontal sem atrito, sua aceleração permanece constante. 
b) A força resultante é nula sobre um corpo que se movimenta, em linha reta, com velocidade 
constante. 
c) Todo corpo em queda livre, próximo da superfície terrestre, aumenta sua energia potencial. 
d) Quando um corpo de massa m exerce uma força F sobre um corpo de massa 2m, o 
segundo corpo exerce sobre o primeiro uma força igual a 2F, uma vez que sua massa é 
maior. 
e) Quando um corpo gira com velocidade angular constante, a força que atua sobre ele é nula. 
 
 
 
3. (G1 - cftrj) Eu vou para longe, onde não exista gravidade 
Pra me livrar do peso da responsabilidade 
De viver nesse planeta doente 
E ter que achar a cura da cabeça e do coração da gente 
Chega de loucura, chega de tortura 
Talvez aí no espaço eu ache alguma criatura inteligente 
Aqui tem muita gente, mas eu só encontro solidão 
Ódio, mentira, ambição 
 
 
Estrela por aí é o que não falta, astronauta 
A Terra é um planeta em extinção 
 
Eu vou pro mundo da lua 
Que é feito um motel 
Aonde os deuses e deusas 
Se abraçam e beijam no céu 
 
(Gabriel, o Pensador, Astronauta) 
 
 
Os dois primeiros versos de um trecho da música de Gabriel, o Pensador, fazem uma 
correlação entre gravidade e peso. 
 
Este astronauta quer ir “pro mundo da lua”, em que a gravidade é seis vezes menos do que a 
gravidade na Terra. 
 
Se ele tem 90 kg, em nosso Planeta, onde a gravidade pode ser considerada como de 
210 m s , na Lua seu peso será: 
a) 900 N 
b) 150 N 
c) 90 kg 
d) 15 kg 
 
4. (Uece) Suponha que uma esfera de aço desce deslizando, sem atrito, um plano inclinado. 
Pode-se afirmar corretamente que, em relação ao movimento da esfera, sua aceleração 
a) aumenta e sua velocidade diminui. 
b) e velocidade aumentam. 
c) é constante e sua velocidade aumenta. 
d) e velocidade permanecem constantes. 
 
5. (G1 - ifce) Um corpo de massa 3 kg encontra-se em repouso sobre uma trajetória retilínea. 
Sob ação de uma força resultante, constante, atinge, após 8 segundos, a velocidade de 
144 km h. A intensidade da força resultante que age no corpo, em N, é 
a) 3. 
b) 12. 
c) 9. 
d) 6. 
e) 15. 
 
6. (G1 - cftmg) Um trator com 2.000 kg de massa puxa um arado igual a 80,0 kg, exercendo 
sobre ele uma força de 200 N. O conjunto trator e arado desloca-se horizontalmente para a 
direita com uma aceleração de 
20,500 m s . A força de resistência que o solo exerce no arado 
tem módulo, em Newton, igual a 
a) 40,00. 
b) 160,00. 
c) 240,00. 
d) 1280. 
 
 
7. (Uerj) Um elevador que se encontra em repouso no andar térreo é acionado e começa a 
subir em movimento uniformemente acelerado durante 8 segundos, enquanto a tração no cabo 
que o suspende é igual a 16250 N. Imediatamente após esse intervalo de tempo, ele é freado 
com aceleração constante de módulo igual a 5 m/s2, até parar. Determine a altura máxima 
 
 
alcançada pelo elevador, sabendo que sua massa é igual a 1300 kg. 
 
8. (Uepg-pss 1) Considerando um bloco de peso igual a 30 kgf e os coeficientes de atrito 
entre ele e a superfície µ e 0,4μ = e c 0,2,μ = assinale o que for correto. 
01) A força de atrito estático ef que atua sobre o bloco é variável, equilibrando, enquanto o 
corpo permanecer em repouso, as forças que tendem a colocá-lo em movimento. 
02) Para que o bloco saia do repouso, é necessário que se aplique a ele uma força maior que 
12 kgf. 
04) Uma vez iniciado o movimento, o valor da força necessária para manter o bloco em 
movimento uniforme deve ser de 6 kgf. 
08) A força de atrito sempre se opõe à tendência de movimento do bloco sobre a superfície e é 
decorrente, entre outros fatores, da existência de pequenas irregularidades das superfícies 
de contato. 
 
 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
Se necessário, na(s) questão(ões) a seguir, utilize os valores fornecidos abaixo: 
 
Calor específico do alumínio 0,22 cal g C=  
Calor específico da água 1cal g C=  
Densidade da água 
31g cm= 
Aceleração da gravidade 
2g 10 m s= 
 
 
9. (Uepg) Um bloco, com uma massa de 100 g, encontra-se inicialmente em repouso sobre 
um plano inclinado de 30 em relação à horizontal. Ele é solto, a partir de uma altura de 1m 
em relação ao solo e movimenta-se ao longo do plano. 
 
Desprezando forças de atrito, assinale o que for correto. 
01) A força normal que o plano inclinado exerce sobre o bloco é 0,5 N. 
02) A aceleração do bloco durante seu movimento ao longo do plano inclinado é 
25 m s . 
04) Quando o bloco encontrava-se em repouso, a força peso do bloco e a força normal 
exercida sobre ele eram iguais em módulo. 
08) O tempo que o bloco leva para percorrer o plano inclinado, de modo que sua altura se 
reduza para a metade em relação ao solo, é 
10
s.
5
 
 
10. (Uepg) Um veículo de massa 500 kg percorre uma pista circular, plana e horizontal de raio 
R 100 m.= O coeficiente de atrito de escorregamento lateral entre o pneu e a pista é 0,4.μ = 
Adotando 
2g 10 m s ,= assinale o que for correto. 
01) A velocidade máxima que o veículo pode alcançar para fazer a curva é de 20 m s. 
02) Aumentando-se o raio da curva, a velocidade máxima também aumentará. 
04) Para aumentar a velocidade máxima, deve-se utilizar um veículo mais leve. 
08) Para aumentar a velocidade máxima, uma opção seria aumentar o coeficiente de atrito. 
 
 
 
 
Gabarito: 
 
Resposta da questão 1: 
 [B] 
 
A ação dos varredores causa uma diminuição na força de atrito cinético sobre a pedra, 
possibilitando que a mesma deslize com uma menor desaceleração do que a do caso em que 
não houvesse ação dos atletas. 
 
Resposta da questão 2: 
 [B] 
 
Analisando as alternativas, temos: 
[A] Falsa. De acordo com a 2ª lei de Newton, F m a,=  caso F seja variável, a também o será. 
[B] Verdadeira. Caso um corpo esteja com velocidade constante, a 0 F 0.=  = 
[C] Falsa. Dado que pE mgh,= com a diminuição da altura, ocorre diminuição da energia 
potencial. 
[D] Falsa. De acordo com a 3ª lei de Newton, as forças terão o mesmo módulo e direção, mas 
sentidos opostos. 
[E] Falsa. Caso o corpo esteja em MCU, este estará sujeito à aceleração centrípeta, não sendo 
nula a força resultante sobre ele. 
 
Resposta da questão 3: 
 [B] 
 
Terra
Lua Lua Lua
g 10
P mg m 90 P 150 N.
6 6
= = =  = 
 
Resposta da questão 4: 
 [C] 
 
Pela 2ª Lei de Newton, sendo θ o ângulo de inclinação do plano, temos que: 
mgsen ma a gsenθ θ=  = 
 
Logo, a aceleração é constante, econsequentemente a velocidade aumenta linearmente. 
 
Resposta da questão 5: 
 [E] 
 
Pelo Princípio Fundamental da Dinâmica, a força resultante é: 
rF m a=  
 
Assim como a força resultante, a aceleração também é constante e a obtemos com a equação 
da velocidade em função do tempo: 
0v v a t= +  
 
Passando a velocidade final aos 8 segundos para m/s e colocando na equação: 
1m s
v 144 km h v 40 m s
3,6 km h
=   = 
 
Assim, 
20v v 40 m s 0 m sa a 5 m s
t 8 s
− −
= =  = 
 
 
 
Finalmente, com a aceleração podemos obter a força resultante. 
2
r r rF m a F 3 kg 5 m s F 15 N=   =   = 
 
Resposta da questão 6: 
 [B] 
 
De acordo com o diagrama de corpo livre para o arado, abaixo 
 
 
 
A força resultante sobre o arado é a soma vetorial da força aplicada nele e a força resistiva do 
solo, então pelo princípio fundamental da Dinâmica, temos: 
aplic resist
2
resist
resist resist
F m a
F F m a
200 N F 80 kg 0,5 m s
F 200N 40N F 160N
Σ = 
− = 
− = 
= −  =
 
 
 
Resposta da questão 7: 
 No trecho acelerado pela segunda lei de Newton: 
T - mg = m.a 
16250 - 13000 = 1300.a ==> a = 2,5 m/s2 
A velocidade atingida nos 8 segundos de subida. 
v = v0 + a.t 
v = 0 + 2,5.(8) = 20 m/s 
A distância percorrida nestes 8 segundos será: 
S = S0+v0.t + a.t2/2 
S = 2,5.(8)2/2 = 80 m 
No trecho desacelerado, por Torricelli: 
v2 = v02 + 2.a.∆S 
0 = (20)2 + 2.(-5).∆S 
0 = 400 - 10.∆S ==> ∆S = 40 m 
Nos dois trechos: 
∆S = 80 + 40 = 120 m 
 
Resposta da questão 8: 
 01 + 02 + 04 + 08 = 15. 
 
[01] Verdadeira. A força de atrito estático varia e equilibra com a força aplicada sobre o corpo 
até que seu limite máximo seja suplantado, resultando no movimento do corpo. 
 
[02] Verdadeira. O atrito estático máximo será de: 
e máx e e máx e máxf N f 0,4 30 kgf f 12 kgfμ=   =   = 
 
Logo, para haver deslocamento na horizontal, a força aplicada deve ser superior ao e máxf . 
 
 
 
[04] Verdadeira. Para manter o bloco em movimento, considerando que a superfície mantém o 
mesmo coeficiente de atrito cinético constante, a força mínima aplicada que deve ser igual 
ao atrito cinético é de: 
c c c cf N f 0,2 30 kgf f 6 kgfμ=   =   = 
 
[08] Verdadeira. As irregularidades estão, na realidade, nas duas superfícies em contato e, de 
certa forma, atuam diretamente no atrito, que é uma força resistente, além de outros fatores 
como a posição da força aplicada, por exemplo. 
 
Resposta da questão 9: 
 02 + 08 = 10. 
 
Diagrama de corpo livre para resolução do problema: 
 
 
 
Análise das afirmativas: 
[01] Falsa. A força normal é igual em módulo à componente y do peso, sendo igual a: 
2 3 3N Py mgcos 30 0,1kg 10 m s N N 0,866 N
2 2
= =  =    =  
 
[02] Verdadeira. A aceleração do bloco durante a descida é constante e igual a: 
Px m
a
m
= =
g sen 30
m
  2 2110 m s a 5 m s
2
=   = 
 
[04] Falsa. Neste caso, a força normal continua sendo igual à componente y do peso: N Py.= 
 
[08] Falsa. O deslocamento no plano inclinado para o bloco atingir a metade da altura inicial é 
de 1m, pois 
0,5 m 0,5 m
sen 30 s s 1m
s 0,5
Δ Δ
Δ
 =  =  = 
 
Aplicando na equação da posição com o tempo, temos: 
0
0
s 02 2
0 0 v 0
a a 2s
s s v t t s t t
2 2 a
=
=
= +  + ⎯⎯⎯⎯→ =  = 
 
Assim, substituindo os valores e racionalizando: 
2
2 1m 2 5 10
t t s
5 555 m s

= =   = 
 
Resposta da questão 10: 
 01 + 02 + 08 = 11. 
 
 
 
[01] Verdadeiro. Para o caso da velocidade máxima, devemos ter que: 
cp at
2 2
F F
mv 500v
N 0,4 5000
R 100
v 20 m s
μ
=
=  = 
 =
 
 
[02] Verdadeiro. Pela equação acima, v é proporcional a R, logo aumentando-se o raio, a 
velocidade também é aumentada. 
 
[04] Falso. A velocidade independe da massa, pois: 
2mv
mg v gR
R
μ μ=  = 
 
[08] Verdadeiro. Da equação acima, podemos perceber que um aumento de μ causa um 
aumento de v.