Estudo Ativo Vol 3 - Ciências da Natureza-313-315

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estudo indiVidualizado (e.i.)
1. (Fcmscsp 2023)
A figura representa um pêndulo simples que oscila 
em um plano vertical entre os pontos X e Z, pas-
sando por Y, ponto mais baixo de sua trajetória.
No gráfico, estão representadas as energias poten-
cial gravitacional, cinética e mecânica desse pên-
dulo, em função de sua posição e em relação ao 
nível do ponto Y.
Desprezando as forças dissipativas, as linhas azul, 
marrom e vermelha indicam, respectivamente, as 
energias 
a) potencial gravitacional, mecânica e cinética. 
b) mecânica, cinética e potencial gravitacional. 
c) cinética, potencial gravitacional e mecânica. 
d) potencial gravitacional, cinética e mecânica. 
e) cinética, mecânica e potencial gravitacional. 
2. (Unesp 2021)
Em uma pista de patinação no gelo, um rapaz e uma 
garota estão inicialmente em repouso, quando ele 
começa a empurrá-la, fazendo com que ela percorra 
cinco metros em linha reta. O gráfico indica a inten-
sidade da resultante das forças aplicadas sobre a 
garota, em função da distância percorrida por ela.
Sabendo que a massa da garota é 60 kg, sua velo-
cidade escalar, após ela ter percorrido 3,5 m, será 
a) 0,4 m/s. 
b) 0,6 m/s. 
c) 0,8 m/s. 
d) 1,2 m/s. 
e) 1,0 m/s. 
3. (Pucpr 2021)
Considere um pêndulo simples composto por um fio 
ideal de comprimento 80 cm e uma pequena esfera 
metálica de massa 50 g, acoplada a uma das extre-
midades do fio. A outra extremidade é fixada ao teto 
de uma sala, cuja distância até o chão é de 2,5 m. O 
pêndulo é posto a oscilar a partir do repouso, com 
o fio formando um ângulo de 60° com a vertical, 
conforme mostrado na figura a seguir.
Desprezando qualquer tipo de atrito e adotando 
g = 10 m/s2, o módulo da velocidade da esfera 
quando passa pela posição mais baixa de sua traje-
tória é um valor mais próximo de 
a) 1,6 m/s 
b) 2,8 m/s 
c) 3,4 m/s 
d) 4,2 m/s 
e) 5,6 m/s 
4. (Epcar (Afa) 2023)
Uma partícula, livre de resistência do ar, é lançada 
em A sobre uma superfície sem atrito e descreve a 
trajetória, mostrada na figura a seguir, contida em 
um plano vertical:
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A velocidade dessa partícula, ao longo da sua tra-
jetória, em função da abcissa x, é indicada pelo 
gráfico seguinte:
Sejam h1 e h2, respectivamente, as maiores altura e 
profundidade atingidas pela partícula ao longo de 
sua trajetória. Nessas condições, e sendo constante 
a aceleração da gravidade local, a razão h2/h1 é igual 
a 
a) 1 
b) 3 
c) 5 
d) 7 
5. (Ufjf-pism 1 2022)
Um carro de massa total de 100 kg desliza sem atrito 
sobre os trilhos de uma montanha russa. Ele parte 
do ponto mais alto dos trilhos, que fica a 15 m do 
nível do solo, com velocidade de 10 m/s e desce os 
trilhos até o chão. Assinale a alternativa CORRETA: 
a) a força normal que os trilhos fazem sobre o carro 
realiza um trabalho positivo de módulo igual a 
15000 J sobre ele ao longo do trajeto até o chão. 
b) a força gravitacional realiza um trabalho total nega-
tivo sobre o carro, de módulo 15000 J, ao longo do 
deslocamento.
c) a energia cinética do carro é de 15000 J quando este 
está no nível do solo, em relação aos trilhos. 
d) o trabalho realizado pela força normal que os tri-
lhos fazem sobre o carro possui o mesmo módulo 
do trabalho realizado pela força gravitacional ao 
longo da trajetória. 
e) a força gravitacional realiza um trabalho positivo 
de módulo 15000 J ao longo do deslocamento do 
carro. 
6. (Pucrj 2021)
Uma caixa de massa M é puxada por uma distância d 
ao longo de um plano horizontal, a partir do repouso 
(Vi = 0). A força constante F que puxa a caixa tem 
inclinação i = 60o com relação à horizontal, como 
mostrado na Figura. 
Não considere nenhum tipo de força dissipativa.
Calcule a velocidade final Vf da caixa. 
a) Fd
M
2
1_ g 
b) M
Fd
c) 3FM
d 21b l
d) FM
d 21b l 
7. (Acafe 2022)
Um carrinho de massa 200 kg em repouso, locali-
zado no ponto mais alto no início de uma monta-
nha russa, é liberado no ponto ‘1’ a 40 m de altura. 
Após alguns sobe e desce do percurso chega a uma 
segunda lombada, num ponto ‘2’ de altura 36,8 m. 
(dado: g = 10 m/s²)
A velocidade no ponto mais alto dessa 2ª lombada é: 
a) 10 m/s 
b) 6 m/s 
c) 8 m/s 
d) 12 m/s 
8. (G1 - ifba)
O Beach Park, localizado em Fortaleza-CE, é o maior 
parque aquático da América Latina situado na beira 
do mar. Uma das suas principais atrações é um 
toboágua chamado “Insano”. Descendo esse toboá-
gua, uma pessoa atinge sua parte mais baixa com 
velocidade módulo 28 m/s. 
Considerando-se a aceleração da gravidade com 
módulo g = 10 m/s2 e desprezando-se os atritos, 
estima-se que a altura do toboágua, em metros, é 
de: 
a) 28 
b) 274,4 
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c) 40 
d) 2,86 
e) 32 
9. (Espcex (Aman) 2021)
O desenho abaixo mostra um semicírculo associado a 
uma rampa, em que um objeto puntiforme de massa 
m, é lançado do ponto X e que inicialmente descreve 
uma trajetória circular de raio R e centro em O.
Se o módulo da força resultante quando o objeto 
passa em Y é 5mg sendo a distância de Y até a 
superfície horizontal igual ao valor do raio R, então 
a altura máxima (hmax) que ele atinge na rampa é:
DADOS:
- Despreze as forças dissipativas.
- Considere g a aceleração da gravidade. 
a) 2 R 
b) R 2 
c) 5 R 
d) 3 R 
e) R 3 
10. (Famerp 2022)
O arco composto, utilizado nas competições de tiro 
com arco, apresenta uma característica de tração 
diferente dos arcos tradicionais. No arco composto, 
inicialmente a força aplicada para puxar a flecha 
aumenta com a elongação, assim como no arco tra-
dicional. Porém, graças a um sistema de polias ovais, 
após determinada elongação, a força necessária para 
segurar a flecha do arco composto começa a dimi-
nuir. No gráfico, pode-se observar a curva real da 
força aplicada pelo arqueiro em um arco composto 
em função da elongação e uma curva aproximada.
Utilize a curva aproximada apresentada no gráfico e 
considere que todo o trabalho realizado pela força 
aplicada pelo arqueiro seja convertido em energia 
potencial elástica no arco e que esta seja totalmente 
transferida na forma de energia cinética para uma 
flecha de 18×10(-3) kg. Nessa situação, a velocidade 
que a flecha adquire logo após abandonar o arco é 
de 
a) 50 m/s. 
b) 100 m/s. 
c) 125 m/s. 
d) 75 m/s. 
e) 25 m/s. 
11. (Efomm 2021)
Uma mola de massa desprezível e de constante 
elástica k = 100 N/m tem um tamanho natural 
de 1 m e é comprimida para que se acomode num 
espaço de 60 cm entre duas caixas de massas 1 kg e 
2 kg. O piso horizontal não tem atrito, e o sistema 
é mantido em repouso por um agente externo não 
representado na figura.
Assim que o sistema é liberado, a mola se expande 
e empurra as caixas até atingir novamente seu 
tamanho natural, momento em que o contato entre 
os três objetos é perdido. A partir desse instante, 
a caixa de massa 1 kg segue com velocidade cons-
tante de módulo:
a) 2 2 s
m 
b) 3/2 m/s 
c) 4 m/s 
d) 4 3
2
s
m 
e) 5 m/s