Física 1 série

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<p>(</p><p>Disciplina:</p><p>Física</p><p>Série:</p><p>1ª.</p><p>Segmento:</p><p>Ensino Médio</p><p>Semestre:</p><p>1º/2013</p><p>Elaborador(a):</p><p>José Francisco de Oliveira</p><p>) (</p><p>BANCO DE QUESTÕES</p><p>)</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Caro professor,</p><p>As questões deste banco foram elaboradas para ajudá-lo no processo de avaliação.</p><p>Você pode usar as questões propostas aqui da forma que estão ou modificando-as conforme suas necessidades. Algumas questões abertas podem ser ampliadas, ou seja, você pode aprofundar ou acrescentar outros itens a ela. Fique à vontade. As questões estão distribuídas conforme a sequência trabalhada no livro-texto. Espero ter contribuído para seu trabalho.</p><p>Um abraço,</p><p>José Francisco de Oliveira</p><p>QUADRO DE CONTEÚDOS E CAPÍTULOS</p><p>Capítulos</p><p>Questões</p><p>A Física no contexto da ciência e da cultura</p><p>1, 25</p><p>Movimento retilíneo</p><p>2, 3, 4, 5, 6 7, 8, 26, 27, 28, 29</p><p>O movimento na superfície da Terra</p><p>9, 10, 11, 12, 13, 14, 30, 31, 32, 33, 34</p><p>Força e movimento</p><p>15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 35, 36, 37, 38, 39</p><p>As ferramentas da Física</p><p>22, 23, 24, 40</p><p>I. QUESTÕES OBJETIVAS</p><p>QUESTÃO 01 (Descritor: reconhecer métodos e procedimentos utilizados na ciência.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>No estudo da Física, feito pelos cientistas, é comum o uso de modelos. Os modelos atômicos ou o modelo usado para estudar um gás são exemplos conhecidos. Qual o significado de modelo em Física?</p><p>A. Um sistema de conceitos criados para que os fenômenos investigados possam ser entendidos mais facilmente. É sempre testado, mas está sujeito a limitações.</p><p>B. Um sistema de conceitos imaginados e moldados fisicamente com o objetivo de visualização de um fenômeno e depois de testado fica isento de alteração.</p><p>C. Um sistema de conceitos criados intuitivamente e moldados somente com o objetivo de visualização de um fenômeno e, mesmo depois de testado, está sujeito a alterações.</p><p>D. Uma estrutura sólida criada para facilitar a visualização de conceitos e sistemas físicos e que, por essa razão, fica isento de ser testado em laboratórios.</p><p>E. Uma estrutura física criada por meio de manipulação de equações que estão em constante modificações para se adequarem às novas descobertas.</p><p>RESPOSTA: A</p><p>COMENTÁRIO: Um modelo consiste de um sistema conceitual criado para que os fenômenos investigados possam ser entendidos de uma forma mais simples. Esses modelos são testados e sempre estão sujeitos a mudanças e imitações.</p><p>QUESTÃO 02 (Descritor: compreender os conceitos de velocidade média e velocidade instantânea.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Em abril de 2012, a Companhia de Engenharia de Tráfego de São Paulo fez um teste com um novo sistema de radar que resultou no flagrante de sete vezes mais infratores. Ao invés de flagrar só quem passou do limite em um ponto específico da via, o novo sistema faz a fiscalização em mais de um ponto. A partir de 2013, todos os carros circularão com um chip instalado no para-brisa.</p><p>O sistema de fiscalização baseia-se na</p><p>A. velocidade instantânea medida em vários pontos, obrigando, dessa forma, o motorista a reduzir constantemente a velocidade de tráfego.</p><p>B. velocidade instantânea, que, medida em pontos diferentes, faz com que o motorista mantenha uma velocidade constante permitida.</p><p>C. velocidade média desenvolvida pelos veículos, pois, dessa forma, o veículo é obrigado a manter a velocidade permitida no trecho.</p><p>D. velocidade média, pois os veículos podem acelerar mais em alguns trechos e reduzir em outros trechos mantendo um valor médio.</p><p>E. aceleração instantânea do veículo, pois, dessa forma, o valor da velocidade permanece constante ao longo de todo trecho.</p><p>RESPOSTA: C</p><p>COMENTÁRIO: Para evitar que os motoristas andem rápidos demais em uns trechos e reduzam somente quando passam pelos redutores eletrônicos de velocidade, o sistema baseia-se na velocidade média, pois ao colocar “radar” em vários pontos e medir a velocidade entre eles, o sistema obriga o motorista a manter a velocidade aproximadamente constante ao longo de toda via.</p><p>QUESTÃO 03 (Descritor: determinar a velocidade média de um objeto em movimento.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Em um tipo de rali de regularidade para bicicletas, um ciclista faz metade de um percurso entre duas cidades com uma velocidade média de 30 km/h. Na segunda metade, reduz sua velocidade média para 10 km/h.</p><p>Qual foi a velocidade média do ciclista no percurso total?</p><p>A. 15 km/h</p><p>B. 18 Km/h</p><p>C. 20 km/h</p><p>D. 22 km/h</p><p>E. 25 km/h</p><p>RESPOSTA: A</p><p>COMENTÁRIO: Vm = dt=/tt</p><p>No primeiro trecho: t1 = (d/2/30)</p><p>No segundo trecho: t2 = (d/2/10) então vm = d/(t1 + t2) = d/(d/60 + d/20) = 15 km/h</p><p>QUESTÃO 04 (Descritor: aplicar as equações de movimento uniforme e uniformemente variado em situações propostas.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Um adulto pode não se sentir embriagado e se achar em condições de dirigir após ingerir bebida alcoólica, porém, especialistas dizem que o tempo de reflexo é significativamente alterado, aumentado. Considere um motorista viajando a 144 km/h e que seu tempo de reflexo, devido ao consumo de álcool e ao sono, seja de sessenta e cinco centésimos de segundo.</p><p>Se precisar parar rapidamente qual a distância que o motorista percorrerá durante esse tempo de aumento do tempo de reflexo, antes de acionar os freios?</p><p>A. 20 m</p><p>B. 22 m</p><p>C. 24 m</p><p>D. 26 m</p><p>E. 28 m</p><p>RESPOSTA: D</p><p>COMENTÁRIO: A velocidade é de 40 m/s, como d = v.t ; tem-se d = 40.0,65 = 26 m.</p><p>QUESTÃO 05 (Descritor: aplicar as equações de movimento uniforme e uniformemente variado em situações propostas.).</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>O som viaja no ar com uma velocidade de 340 m/s. Considere uma aeronave voando de Belo Horizonte ao Rio Branco no Acre que dista 3000 km da capital mineira.</p><p>Se o tempo de voo for de 1h e 50min, podemos dizer que o avião é supersônico?</p><p>A. Não, pois para isso o tempo de voo deveria ser inferior a 1h e 40min.</p><p>B. Não, pois a velocidade do avião no trecho citado é menor que 340 metros por segundo.</p><p>C. Sim, pois o tempo de viagem da aeronave foi inferior ao limite de 2h de viagem.</p><p>D. Sim, pois a velocidade média da aeronave no trecho foi superior à 500 metros por segundo.</p><p>E. Sim, pois para essa distância o tempo limite está em torno de 147 minutos.</p><p>RESPOSTA: E</p><p>COMENTÁRIO: A velocidade do som é 1224 km/h então para essa velocidade o tempo seria t = 3000/1224 = 147 minutos e o avião gastou 110 minutos.</p><p>QUESTÃO 06 (Descritor: extrair as relações matemáticas entre grandezas da Mecânica a partir da análise de gráficos e tabelas.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Um corpo realiza um movimento uniforme e sua posição varia com o tempo de acordo com a tabela a seguir.</p><p>t (s)</p><p>0</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>4</p><p>x (m)</p><p>20</p><p>28</p><p>36</p><p>44</p><p>52</p><p>A velocidade do corpo e sua posição após 10 s valem respectivamente:</p><p>A. 8 m/s e 100 m</p><p>B. 8 m/s e 80 m</p><p>C. 4 m/s e 100 m</p><p>D. 4 m/s e 80 m</p><p>E. 2 m/s e 60 m</p><p>RESPOSTA: A</p><p>COMENTÁRIO: X = x0 + v.t</p><p>Em t = 0, x0 = 20</p><p>Em t = 1; x0 = 28 como x = x0 + v.t então 28 = 20 + v.1; logo v = 8 m/s .</p><p>Em t = 10 s tem-se x = 20 + 8.10 = 100 m</p><p>QUESTÃO 07 (Descritor: relacionar corretamente as equações do movimento na resolução de problema proposto.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Uma esfera A tem velocidade 8,0 m/s e percorre a mesma trajetória de outra esfera B com velocidade de 6,0 m/s. No tempo inicial a distância entre elas é de 10 m conforme mostra a figura a seguir.</p><p>Quais os instantes em que a distância entre as esferas é de 4 m?</p><p>A. 2 s e 4 s</p><p>B. 2 s e 6 s</p><p>C. 3 s e 7 s</p><p>D. 3 s e 8 s</p><p>E. 4 s e 8 s</p><p>RESPOSTA: C</p><p>COMENTÁRIO: vA.t – 10 = vB.t +4 substituindo os valores tem-se t = 7 s.</p><p>vA.t – 10 = vB.t – 4 substituindo os valores tem-se t = 3 s.</p><p>QUESTÃO 08 (Descritor: relacionar corretamente as equações do movimento na resolução de problema proposto.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Duas cidades estão separadas por uma distância de 180 km. Um carro sai da cidade A com velocidade</p><p>vA = 90 km/h em direção à cidade B e, no mesmo instante, um ônibus sai</p><p>da cidade B com velocidade</p><p>vB = 60 km/h. Considere o movimento de ambos uniforme. Determine o instante e a posição do encontro.</p><p>A. 0,8 h e 104 km</p><p>B. 1,0 h e 106 km</p><p>C. 1,2 h e 108 km</p><p>D. 1,4 h e 110 km</p><p>E. 1,6 h e 112 km</p><p>RESPOSTA: C</p><p>COMENTÁRIO: Xrel = vrel.t</p><p>180 = 150 t ; então t = 1,2 h</p><p>Xp = vp.t = 90.1,2 = 108 km</p><p>QUESTÃO 09 (Descritor: aplicar análise de vetores nas equações da mecânica a fim de solucionar problema proposto.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Thalita e Geyza são estudantes de Engenharia e construíram um lançador de projéteis. Usando esse lançador, um projétil é lançado verticalmente para cima partindo do solo com uma velocidade de 50 m/s. Usando g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar, o instante e a velocidade do projétil quando atinge do solo na volta são:</p><p>A. 10 s e 50 m/s</p><p>B. 10 s e 60 m/s</p><p>C. 8 s e 50 m/s</p><p>D. 8 s e 60 m/s</p><p>E. 7 s e 70 m /s</p><p>RESPOSTA: A</p><p>COMENTÁRIO: Na subida v = 50 – 10.t no ponto mais alto v = 0 então t = 5s</p><p>(o tempo de subida é igual ao tempo de descida então t total será 10 s.)</p><p>V = v0 + gt</p><p>V = 0 + 10.5 = 50 m/s</p><p>QUESTÃO 10 (Descritor: aplicar as equações da mecânica em situações de queda livre dos corpos.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Durante uma aula de Educação Física, duas bolas de tênis são lançadas verticalmente para cima, sendo que a segunda bola é lançada 2 s após a primeira. Ambas as bolas são lançadas com velocidade inicial de 15 m/s. Considere g = 10 m/s2 e despreze a resistência do ar.</p><p>Nessas condições, determine, a partir do instante e ponto de lançamento, a posição e o instante do encontro das duas bolas.</p><p>A. 1,50 s e 5,75 m</p><p>B. 2,00 s e 6,00 m</p><p>C. 2,25 s e 6,00 m</p><p>D. 2,50 s e 6,25 m</p><p>E. 2,75 s e 6,25 m</p><p>RESPOSTA: D</p><p>COMENTÁRIO: Para a bola A: XA = 15.t – 5.t2 ; para a bola B: xB = 15.(t – 2) – 5.(t – 2)2</p><p>Para a bola A: vA = 15 – 10.t ; para a bola B: vB = 15 – 10.(t – 2)</p><p>No encontro xA = xB substituindo os valores tem-se t = 2,5 s</p><p>Substituindo “t” em uma das equações tem-se xA = 6,25 m</p><p>QUESTÃO 11 (Descritor: aplicar análise de vetores nas equações da mecânica a fim de solucionar problema proposto.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>A figura a seguir representa um corpo em dois pontos distintos em movimento sobre a trajetória mostrada. Os vetores velocidade e aceleração também são mostrados.</p><p>Analisando a figura, conclui-se que</p><p>A. o corpo está em movimento com aceleração constante.</p><p>B. o corpo possui aceleração centrípeta e tangencial.</p><p>C. o movimento é necessariamente circular uniforme.</p><p>D. o movimento do corpo A é curvilíneo e retardo.</p><p>E. o movimento do corpo B é curvilíneo e acelerado.</p><p>RESPOSTA: B</p><p>COMENTÁRIO: Na figura percebe-se que em A e B o corpo possui aceleração tangencial, além disso, a trajetória é curvilínea, logo possui aceleração centrípeta.</p><p>QUESTÃO 12 (Descritor: utilizar os conceitos de composição de velocidades na resolução de problema proposto.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Usando uma mola, um grupo de estudantes dispara uma pequena esfera que rola com velocidade constante de 10 m/s sobre uma mesa horizontal. A esfera atinge o solo a 5 m do pé da mesa. A altura da mesa e a velocidade da esfera ao chegar ao solo valem respectivamente</p><p>A. 0,80 m e 10,4 m/s</p><p>B. 0,85 m e 10,6 m/s</p><p>C. 0,90 m e 10,8 m/s</p><p>D. 1,00 m e 11,0 m/s</p><p>E. 1,25 m e 11,2 m/s</p><p>RESPOSTA: E</p><p>COMENTÁRIO: O tempo de queda é dado por x = v0.t >>>5 = 10.t ; então t = 0,5 s</p><p>Na vertical h = 10.t2/2 = 10.(0,5)2/2 = 1,25 m</p><p>Vy = 0 + v0.t = 10.0,5 = 5 m/s</p><p>QUESTÃO 13 (Descritor: utilizar os conceitos de composição de velocidades na resolução de problema proposto.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Durante uma partida de futebol um jogador chuta uma bola que está em repouso durante a cobrança de uma falta. Para que a bola passe por cima dos jogadores que formam a barreira e desça no gol o jogador chuta a bola de modo que o vetor velocidade inicial faça um ângulo θ com a horizontal. Veja a representação da situação no gráfico a seguir.</p><p>Qual a equação que fornece o valor da altura H?</p><p>A. [V02.senθ]/g</p><p>B. [V02.sen2θ]2g</p><p>C. [V02.sen2θ]/2g</p><p>D. [V0.sen2θ]g</p><p>E. [V0.senθ]/g2</p><p>RESPOSTA: B</p><p>COMENTÁRIO: Vy2 = V20y + 2ª.y</p><p>0 = V20y + 2(-g)H então H = V20y /2g. Mas V20y = v0.senθ. Então H = [V02.sen2θ]2g</p><p>QUESTÃO 14 (Descritor: relacionar as equações da cinemática com o movimento circular aplicados a uma situação real.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>A figura a seguir mostra o sistema de transmissão constituído por pedais, coroas, catracas e corrente de uma bicicleta.</p><p>Nesse sistema, considere uma coroa com raio de 20 cm acoplado a uma catraca de 10 cm. A coroa executa 40 rpm.</p><p>A frequência da coroa correspondente e a velocidade linear de um ponto da corrente será de</p><p>A. 20 rpm e 40π/3 cm/s</p><p>B. 20 rpm e 30π/3 cm/s</p><p>C. 30 rpm e 30π/4 cm/s</p><p>D. 50 rpm e 60π/7 cm/s</p><p>E. 80 rpm e 40π/3 cm/s</p><p>RESPOSTA: A</p><p>COMENTÁRIO: a) fA.RA = fB.RB ; substituindo fB = 20 rpm</p><p>b) v = 2.πfARA; substituindo v = 40π/3</p><p>QUESTÃO 15 (Descritor: compreender o conceito físico de força.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>A palavra força aparece na linguagem do cotidiano com diferentes significados. No entanto, na Física seu significado é mais restrito, mais bem definido.</p><p>O conceito dinâmico de força é definido como a</p><p>A. causa que produz em um corpo variação de aceleração e posição sem alteração na velocidade.</p><p>B. causa que produz em um corpo variação de velocidade e consequentemente de aceleração.</p><p>C. interação entre dois corpos de massas diferentes provocando deformação elástica neles.</p><p>D. interação entre dois ou mais corpos colocando-os em movimento retilíneo uniforme.</p><p>E. ação gerada em um corpo de massa m provocando sua desaceleração até o repouso.</p><p>RESPOSTA: B</p><p>COMENTÁRIO: De acordo com a segunda lei de Newton, a aceleração adquirida por um corpo de massa m é proporcional à força resultante sobre ele.</p><p>QUESTÃO 16 (Descritor: identificar em uma situação proposta conceitos físicos fundamentais.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Olhando uma tartaruga movendo-se em um gramado, você nota que o movimento pode ser melhor percebido se próximo ao réptil estiver um ponto de referência. O referencial no estudo do movimento é fundamental e pode ser definido como o</p><p>A. referencial para o qual vale o princípio da inércia.</p><p>B. referencial para o qual o movimento é uniforme.</p><p>C. referencial para o qual há ausência de movimento.</p><p>D. ponto escolhido como início do movimento.</p><p>E. ponto escolhido como término do movimento.</p><p>RESPOSTA: A</p><p>COMENTÁRIO: De acordo com a com a primeira lei de Newton, o referencial inercial é aquele no qual é válido o princípio da inércia.</p><p>QUESTÃO 17 (Descritor: identificar em uma situação proposta a conceitos físicos fundamentais.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>De acordo com a segunda lei de Newton, a resultante das forças aplicadas a um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida.</p><p>A massa referida no enunciado é:</p><p>A. gravitacional.</p><p>B. inercial.</p><p>C. molecular.</p><p>D. não inercial.</p><p>E. total.</p><p>RESPOSTA: B</p><p>COMENTÁRIO: A definição de massa, na segunda lei de Newton, refere-se à massa inercial.</p><p>QUESTÃO 18 (Descritor: associar as equações da cinemática com conceitos e leis da mecânica.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Um dispositivo mecânico constituído por um sistema de molas aplica uma força constante de 6 N de intensidade sobre uma pequena esfera de 2 kg da massa inicialmente em repouso. Essa força atuará por</p><p>10s. Na velocidade da esfera ao final desse intervalo de tempo será de</p><p>A. 15 m/s</p><p>B. 20 m/s</p><p>C. 25 m/s</p><p>D. 30 m/s</p><p>E. 35 m/s</p><p>RESPOSTA: D</p><p>COMENTÁRIO: a = F/m = 6/2 = 3 m/s2</p><p>V= V0 + a.t = 0 + 3.10 = 30 m/s</p><p>QUESTÃO 19 (Descritor: aplicar as leis da mecânica em um sistema de corpos.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Considere os três blocos A, B e C de massas 1 kg, 3 kg e 6 kg, respectivamente, mostrados na figura a seguir. Uma força horizontal</p><p>constante de 5 N é aplicada sobre o bloco A.</p><p>A intensidade da força entre os blocos A e B e entre B e C valem respectivamente:</p><p>A. 1,5 N e 2 N</p><p>B. 2,5 N e 2 N</p><p>C. 3,0 N e 2,5 N</p><p>D. 4,0 N e 3,0 N</p><p>E. 4,5 N e 3,0 N</p><p>RESPOSTA: E</p><p>COMENTÁRIO: A aceleração do sistema é dada por: F = (mA + mB + mC).a ; então a = 0,5 m/s2.</p><p>A força que B faz em C é: f2 = mc.a = 3N</p><p>Em B f1 – f2 = mB.a substituindo os valores f1 = 4,5 N</p><p>QUESTÃO 20 (Descritor: aplicar as leis da mecânica em um sistema de corpos.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Na figura a seguir mA = 6 kg e mB = 2 kg.</p><p>Considere desprezível todos os atritos e considere g = 10 m/s2.</p><p>A aceleração do conjunto e a tensão no fio valem respectivamente</p><p>A. 1,5 m/s2 e 10 N</p><p>B. 2,0 m/s2 e 10 N</p><p>C. 2,5 m/s2 e 15 N</p><p>D. 3,0 m/s2 e 15 N</p><p>E. 3,5 m/s2 e 20 N</p><p>RESPOSTA: C</p><p>COMENTÁRIO: No bloco A: T = mA.a >>>>> T = 6.a</p><p>No bloco B: PB – T = 2.a; resolvendo o sistema formado tem-se PB = 8.a</p><p>Substituindo 20 = 8.a >>> a = 2,5 m/s2</p><p>T = 6.a = 15 N</p><p>QUESTÃO 21 (Descritor: aplicar as leis da mecânica em um sistema de corpos.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>O Plano inclinado mostrado na figura a seguir repousa sobre uma superfície horizontal e seu ângulo de inclinação é θ. O bloco A de massa m = 3,0 kg está na iminência de escorregar para baixo.</p><p>O coeficiente de atrito estático entre o bloco A e o plano vale 0,50.</p><p>Considere senθ= 0,60; cosθ = 0,80 e g = 10 m/s2.</p><p>Nesse caso o valor do peso do bloco B, vale</p><p>A. 3,0 N</p><p>B. 4,0 N</p><p>C. 5,0 N</p><p>D. 6,0 N</p><p>E. 7,0 N</p><p>RESPOSTA: D</p><p>COMENTÁRIO: Pt = PA.senθ >>>Pt = 18 N</p><p>Pn = PA.cosθ>>> Pn = 24N</p><p>No bloco B: T = PB</p><p>No bloco A: T + f = Pt</p><p>PB + μe.Pn = Pt substituindo PB = 6,0 N</p><p>QUESTÃO 22 (Descritor: aplicar o conceito de potência de 10 na resolução de problemas.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Durante uma discussão sobre o Sistema Internacional de Unidades, um estudante resolveu determinar sua idade na unidade de tempo desse sistema. O aluno está dentro da faixa etária correspondente ao primeiro ano do ensino médio. A ordem de grandeza do valor encontrado por ele foi de:</p><p>A. 106</p><p>B. 107</p><p>C. 108</p><p>D. 109</p><p>E. 1010</p><p>RESPOSTA: C</p><p>COMENTÁRIO: Um dia tem 86400 segundos x 365 = 3,1 x 107 multiplicando por 15 (anos) = 108 (ordem de grandeza).</p><p>QUESTÃO 23 (Descritor: compreender e aplicar as definições de algarismos significativos.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Analisando os valores anotados em uma tabela relativos ao comprimento de uma mesa, um grupo de estudantes observa, no rodapé da página, que a régua usada nas medidas era graduada em milímetros.</p><p>Qual das medidas a seguir poderia ter sido feita com essa régua?</p><p>A. 40 mm</p><p>B. 635 mm</p><p>C. 98 cm</p><p>D. 8,176 dm</p><p>E. 0, 97427 m</p><p>RESPOSTA: E</p><p>COMENTÁRIO: O valor ultrapassa o limite de precisão da régua.</p><p>QUESTÃO 24 (Descritor: reconhecer os diferentes tipos de funções matemáticas aplicadas em problemas de cinemática.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>O movimento de um objeto com aceleração constante, que parte com uma velocidade inicial v0, pode ser descrito por meio de um gráfico V x t.</p><p>Esse gráfico seria mais bem representado por uma:</p><p>A. proporção direta.</p><p>B. proporção inversa.</p><p>C. função exponencial.</p><p>D. função logarítmica.</p><p>E. variação linear.</p><p>RESPOSTA: E</p><p>COMENTÁRIO: Se a velocidade inicial é diferente de zero, o gráfico é uma reta que não passa pela origem.</p><p>II. ABERTAS/DISCURSIVAS</p><p>QUESTÃO 25 (Descritor: reconhecer métodos e procedimentos utilizados na ciência.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>O método científico não é utilizado somente para responder perguntas, mas também para perguntar. O método é na verdade, uma estratégia pela qual os problemas são resolvidos.</p><p>Em que se apoia, de modo geral, a estratégia empregada pelo método científico?</p><p>RESPOSTA: Apoia-se fundamentalmente na formulação de hipóteses que são fundamentadas em modelos teóricos, na prática experimental e em medidas quantitativas.</p><p>QUESTÃO 26 (Descritor: extrair as relações matemáticas entre grandezas da Mecânica a partir da análise de gráficos e tabelas.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Um corpo em movimento, seja um carro em uma estrada ou um avião cruzando os céus, pode ter seu movimento descrito por equações, gráficos ou tabelas. Considere um móvel cuja velocidade varia com o tempo conforme mostra os dados da tabela a seguir. O sinal positivo ou negativo da velocidade indica o sentido do movimento conforme sua orientação na trajetória.</p><p>t (s)</p><p>0</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>4</p><p>5</p><p>6</p><p>7</p><p>8</p><p>9</p><p>v (m/s)</p><p>-18</p><p>-15</p><p>-12</p><p>-9</p><p>-6</p><p>-3</p><p>0</p><p>3</p><p>6</p><p>9</p><p>Analisando os dados da tabela responda:</p><p>A. O movimento é uniforme ou variado? Justifique sua resposta.</p><p>B. Classifique os intervalos onde o movimento é acelerado ou retardado.</p><p>C. Determine a aceleração média do movimento nos intervalos de t = 0 s a t = 3 s , de t = 4 s a t = 7 s e de t = 6 s a t = 9 s.</p><p>RESPOSTA:</p><p>A. O movimento é variado. A velocidade do móvel varia com o passar do tempo.</p><p>B. De t = 0 s a t = 6 s o movimento é retardado. De t = 0 s a t = 9 s o movimento é acelerado.</p><p>C. De 0 s a 3 s a = - 3 m/s2. De 6 s a 9 s , a = 3 m/s2.</p><p>QUESTÃO 27 (Descritor: construir gráficos das relações matemáticas entre grandezas da Mecânica.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Uma pequena esfera movimenta-se conforme a função x = 12 – 4.t, sendo t em segundos e x em metros. Nesse caso determine.</p><p>A. O gráfico da posição por tempo do movimento da esfera.</p><p>B. O gráfico da velocidade em função do tempo.</p><p>C. O gráfico da aceleração em função do tempo.</p><p>RESPOSTAS:</p><p>(A)</p><p>(B)</p><p>(C)</p><p>QUESTÃO 28 (Descritor: relacionar as equações do movimento na resolução de um problema proposto.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Dois corpos estão em movimento sobre uma mesma trajetória. O corpo A move-se obedecendo a função xA = - 10 + 20.t. O corpo B move-se obedecendo a função xB = 15 + 5.t + 2.t2. Nas duas funções, t é dado em segundos e x em metros.</p><p>Sendo assim, determine.</p><p>(A) O instante em que os dois corpos se cruzam.</p><p>(B) A posição na trajetória onde os dois corpos se cruzam.</p><p>RESPOSTAS:</p><p>(A) Basta igualar as posições: xA = xB</p><p>- 10 + 20.t = 15 + 5.t + 2.t2</p><p>2.t2 – 15.t + 25 = 0</p><p>Resolvendo a equação de segundo grau teremos: t’ = 2,5 s e t’’ = 5 s.</p><p>(B) Basta agora substituir um dos valores de t encontrado no item anterior em uma das funções:</p><p>x’A = - 10 + 20.t = - 10 + 50 = 40 m.</p><p>x’’ = - 10 + 20.5 = - 10 + 100 = 90 m.</p><p>QUESTÃO 29 (Descritor: aplicar as equações do movimento uniforme e uniformemente variado.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Um veículo atravessa uma ponte em movimento uniformemente variado. Ao entrar na ponte, sua velocidade é de 36 km/h e ao sair sua velocidade é de 54 km/h. O veículo tem 4 m de comprimento e o tempo gasto na travessia da ponte foi de 4 s.</p><p>Determine o comprimento da ponte.</p><p>RESPOSTA:</p><p>a = Δv/Δt = (15 – 10)/4 = 5/4 m/s2</p><p>d = v0.t + a.t2/2</p><p>d = 10.4 + 5.42/4.2</p><p>d = 40 + 10 = 50 m. Então o comprimento da ponte é de 54 m.</p><p>QUESTÃO 30 (Descritor: analisar as relações matemáticas entre grandezas da Mecânica.)</p><p>Nível de dificuldade: fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Em uma rodovia, um carro parte do repouso realizando um movimento uniformemente acelerado durante 10 s, atingindo a velocidade de 72 km/h. O carro, então, mantém essa velocidade durante 15 s e depois freia uniformemente com módulo de 1,0 m/s2 até parar. Nesse caso, determine.</p><p>A. O intervalo de tempo que o carro esteve em movimento.</p><p>B. A velocidade média do carro no intervalo de tempo encontrado no item anterior.</p><p>RESPOSTAS:</p><p>(A) No primeiro trecho o carro se move por 10 s e no segundo trecho, 15 s. No terceiro trecho:</p><p>V = v0 – a.t</p><p>0 = 20 – 1.t; então t = 20 s. Logo, o tempo total que o carro esteve em movimento foi de 45 s.</p><p>(B) A distância total pode ser determinada pela construção do gráfico v x t.</p><p>Então dt = 600 m logo vm = dt/tt = 600/45 = 13,3 m/s aproximadamente.</p><p>QUESTÃO 31 (Descritor: utilizar</p><p>os conceitos de operações com vetores no estudo do movimento circular.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>O disco mostrado na figura a seguir rola sem deslizar sobre uma superfície horizontal. A velocidade do centro do disco tem módulo v.</p><p>Determine o módulo das velocidades, em relação à Terra, dos pontos indicados.</p><p>RESPOSTA: O movimento do disco é composto pelos movimentos de translação e rotação. No movimento de translação, todos os pontos movem-se para a direita; no movimento de rotação os pontos giram em torno do centro. Veja a figura.</p><p>Em A, a velocidade v é dada pela soma v + v = 2v</p><p>Em B, usa-se o teorema de Pitágoras, então, vB = v√2</p><p>Em C, v = 0 [ v + (- v) ]</p><p>Em D, vD = v√2 (teorema de Pitágoras)</p><p>QUESTÃO 32 (Descritor: utilizar os conceitos de composição de velocidades na resolução de problema proposto.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Um grupo de pessoas precisa receber mantimentos de um avião. Entretanto, não há condições de pouso. O avião voa horizontalmente a 500 m de altura com uma velocidade de 288 km/h e, nesse instante, ele abandona um pacote de mantimentos. Considerando g = 10 m/s2 e desprezando o efeito do ar no pacote, determine.</p><p>A. O tempo que o pacote leva para chegar ao chão.</p><p>B. A distância que o avião estava do ponto onde soltou o pacote do ponto de onde caiu.</p><p>C. O módulo da velocidade no momento que toca o solo.</p><p>RESPOSTAS:</p><p>(A) Na vertical a velocidade inicial é zero: h = v0.t + g.t2/2</p><p>500 = 0 + 10.t2/2</p><p>t = 10 s</p><p>(B) na horizontal a velocidade é constante: d = v.t = 80.10 = 800 m</p><p>(C) na vertical: v = v0 + at</p><p>V = 0 + 10.10 = 100 m/s</p><p>Na horizontal: v =80 m/s</p><p>Usando o teorema de Pitágoras: v2 = 802 + 1002; então v = 128 m/s aproximadamente.</p><p>QUESTÃO 33 (Descritor: aplicar as equações do movimento circular uniforme.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Na época de ouro dos toca-discos, alguns desses discos giravam na “vitrola” com uma frequência de 45 rpm.</p><p>Considere um ponto situado a 15 cm do centro do disco. Assim,</p><p>A. determine a frequência em Hz e o período em segundos.</p><p>B. determine a velocidade angular em rad/s</p><p>C. determine a velocidade escalar em m/s.</p><p>D. esses valores encontrados nos itens anteriores serão maiores menores ou iguais, se o ponto considerado estiver a 10 cm do centro?</p><p>RESPOSTAS:</p><p>(A) f = 45 rot/60 = 0,75 Hz</p><p>T = 1/0,75 = 1,33 s</p><p>(B) ω = 2.π/T = 1,5π rad/s</p><p>(C) v = ωR = 1,5.π.0,15 = 0,225 π m/s</p><p>(D) A frequência, período e velocidade angular não dependem da distância ao centro, portanto não mudam. A velocidade escalar no ponto à 10 cm será v = 1,5 π.10 = 0,15 π m/s.</p><p>QUESTÃO 34 (Descritor: aplicar as equações do movimento circular uniforme.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: mecânica</p><p>Uma partícula realiza um movimento circular uniformemente variado, descrevendo uma circunferência de raio de 10 cm. No instante inicial, a velocidade angular é de 10 rad/s. Depois de certo tempo, a velocidade angular triplicou. Considere que o tempo gasto nessa mudança de velocidade foi de 5 s.</p><p>Determine, aproximadamente, o número de voltas dessa partícula durante esse intervalo. Use π = 3,14.</p><p>RESPOSTA: ω = ω0 + γ.t</p><p>30 = 10 + γ.5, então γ = 4 rad/s2</p><p>φ = φ0 + ω0.t + γ.t2/2</p><p>substituindo os valores, tem-se φ = 100 rad</p><p>Fazendo uma regra de três:</p><p>1 volta ------------ 2π rad</p><p>x voltas -----------100 rad</p><p>x = 16 voltas aproximadamente.</p><p>QUESTÃO 35 (Descritor: aplicar as leis da mecânica em um sistema de corpos.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Em um laboratório didático foi montado o esquema mostrado na figura a seguir.</p><p>Considere mA = 6 kg e mB = 2 kg e g = 10 m/s2. Despreze os atritos e as massas da polia e fios.</p><p>Determine a</p><p>A. aceleração do conjunto.</p><p>B. tensão no fio ligado aos blocos.</p><p>C. tensão no fio preso ao teto.</p><p>RESPOSTAS:</p><p>(A)</p><p>O peso PA = 60 N e PB = 20 N. Representando as forças que agem em cada bloco teremos as equações:</p><p>PA – T = mA.a</p><p>T – PB = mB.a</p><p>Substituído os valores e resolvendo o sistema, teremos a = 5 m/s2.</p><p>(B) em T – 20 = mB.a substituindo os valores teremos: T = 30 N.</p><p>QUESTÃO 36 (Descritor: aplicar as leis da mecânica em um sistema de corpos.)</p><p>Nível de dificuldade: Médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Para descarregar um caminhão um grupo de trabalhadores faz descer as cargas deslizando-as sobre uma rampa de atrito desprezível. Considere uma dessas cargas de peso P e que a rampa faz um ângulo θ com a horizontal. Nessas condições determine a</p><p>A. expressão para o cálculo da aceleração adquirida pelo bloco.</p><p>B. expressão para o cálculo da força normal da rampa sobre a carga.</p><p>RESPOSTAS:</p><p>Decompondo as forças.</p><p>A.</p><p>senθ = Pt/P então, Pt = Psenθ.</p><p>FR = m.a</p><p>Pt = m.a</p><p>P.senθ = m.a</p><p>m.g.senθ = m.a então a = g.senθ</p><p>B.</p><p>cosθ = Pn/P então Pn= P.consθ</p><p>FN = Pn = P.cosθ</p><p>QUESTÃO 37 (Descritor: aplicar as leis da mecânica em um sistema de corpos.)</p><p>Nível de dificuldade: Difícil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>O sistema de roldanas a seguir foi montado em um laboratório de Física. Considere os fios e as roldanas ideais, mA = 0,5 kg e mB = 3,0 kg. Os blocos são abandonados do repouso na posição indicada.</p><p>Considere g = 10 m/s2 e determine o</p><p>A. módulo da aceleração do bloca A.</p><p>B. módulo da aceleração do bloco B.</p><p>RESPOSTAS:</p><p>Da roldana móvel:</p><p>2T’ = T ou T’ = T/2</p><p>No bloco A</p><p>T – PA = mA.aA</p><p>T – mAg = mA.aA</p><p>T – 0,5.10 = 0,5.aA</p><p>aA = 2T – 10 (1)</p><p>No bloco B</p><p>PB – T’ = mBaB</p><p>mBg – T/2 = mBaB</p><p>60 – T = 6.aB (2)</p><p>Somando (1) e (2):</p><p>aA = 2,2 m/s2 e aB = 4,4 m/s2</p><p>QUESTÃO 38 (Descritor: aplicar os conceitos e definições da mecânica no movimento circular.)</p><p>Nível de dificuldade: médio</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Em vários parques de diversões há um brinquedo chamado rotor. Ele é basicamente um cilindro que gira e as pessoas ficam em pé, encostadas em sua parede. Considere um desses brinquedos com um cilindro de 4 m de raio. O coeficiente de atrito entre a pessoa e as paredes do cilindro vale 0,5. O cilindro começa então a girar com uma velocidade angular ω até atingir uma velocidade na qual a pessoa não escorrega para baixo caso encolha as pernas (como se o piso do cilindro fosse retirado). Considere g = 10 m/s2.</p><p>Qual é o menor valor da velocidade angular do rotor para que a pessoa não escorregue verticalmente?</p><p>RESPOSTA:</p><p>Fc = m.ac</p><p>Fc = m.v2/R</p><p>Fc = mω2.R (1)</p><p>fmax = μ.N</p><p>fmax = P</p><p>μ.N = m.g (2). Substituindo (1) em (2):</p><p>ω =√[g/μR]</p><p>ω= 2,2 rad/s aproximadamente.</p><p>QUESTÃO 39 (Descritor: aplicar as leis da mecânica e vetores no movimento circular.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Um pêndulo cônico, montado durante uma aula demonstrativa em um laboratório, gira num plano horizontal conforme mostra a figura a seguir.</p><p>O comprimento L do fio é de 1,0 m e o ângulo que o fio forma com a vertical vale 600. Adote cos600 = 0,5 e g = 10 m/s2. Nessas condições, determine a velocidade angular ω de rotação.</p><p>RESPOSTA:</p><p>Fc = m.ac</p><p>Fc= m.ω2.R (1)</p><p>Do triangulo da figura temos que: tgθ = Fc/P , então: tgθ = ω2.R/g (2)</p><p>Da figura anterior: R = L. senθ (3)</p><p>Substituindo (3) em (2) e usando a definição de tgθ, teremos ω = √[g/L.cosθ] então ω = 4,4 rad/s aproximadamente.</p><p>QUESTÃO 40 (Descritor: utilizar os conceitos e definições de cálculos com potências de 10.)</p><p>Nível de dificuldade: Fácil</p><p>Assunto: Mecânica</p><p>Um mol de H2 tem 2 g e em um mol de O2 tem 32g . O numero de moléculas em um mol é cerca de 6,0 x 1023.</p><p>A. Quantos gramas tem um mol de água?</p><p>B. Quantas moléculas de água há em 100 ml?</p><p>RESPOSTAS:</p><p>A. A formula da água é H2O, então cada mol tem 18 g.</p><p>B. 18 g .......... 6,0 x 1023 moléculas</p><p>100 g ............ x</p><p>x = 3,3 x 1024 moléculas.</p><p>19</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p><p>image5.png</p><p>image6.png</p><p>image7.png</p><p>image8.png</p><p>image9.png</p><p>image10.png</p><p>image11.png</p><p>image12.png</p><p>image13.png</p><p>image14.png</p><p>image15.png</p><p>image16.png</p><p>image17.png</p><p>image18.png</p><p>image19.png</p><p>image20.png</p><p>image21.png</p><p>image1.jpeg</p>