Lista 3 FÍSICA MECÂNICA COM GABARITO

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Física Mecânica 
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Curso: Turno: Turma: 
Disciplina: Física Mecânica Período: Data: / / 
Natureza do Trabalho: Lista de Exercícios 3 (Colegiadas) 
Nome: RA: 
 Professor: Rochkhudson Batista de Faria 
 
01 – A figura dessa questão apresenta uma superfície curva com um pequeno bloco 
que é solto de seu topo. Quando o bloco está a 3 metros acima da base, sua 
velocidade é de 6 m/s. 
Nessas condições, qual é o trabalho realizado pela força de atrito? 
(A) -37,4 J 
(B) -30,4 J 
(C) -20,1 J 
(D) -50,6 J 
 
 
02 - Em uma experiência para se estudar o comportamento de objetos lançados 
próximos à superfície terrestre, um corpo é lançado verticalmente a 3,0 m/s. 
Se o atrito for desprezível, qual será a altura máxima alcançada pelo objeto? 
(A) 46 m 
(B) 0,46 m 
(C) 15 m 
(D) 0,15 m 
 
03 - A figura dessa questão ilustra um bloco B de 75 kg, apoiado sobre uma mesa 
plana. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a mesa é 0,35. Qual deve ser o 
peso máximo do bloco A para que o sistema fique em equilíbrio? 
 
Centro Universitário UNA – Campus Contagem 
 DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
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(A) 201 N 
(B) 127 N 
(C) 257 N 
(D) 192 N 
 
04 - A ilustração mostra uma balança em equilíbrio com 3 massas penduradas. As 
distâncias entre cada uma das massas e o ponto fixo do braço da balança estão 
mostradas na figura. Os valores indicados 1; ; são os torques das massas m1, m2 
e m3, respectivamente. 
Qual deve ser o valor da massa m1 (em kg) para que a balança fique em equilíbrio? 
(A) 6. 
(B) 9. 
(C) 10. 
(D) 12. 
 
 
05 - Uma estação espacial foi projetada com formato cilíndrico, de raio R igual a 100 
m, como ilustra a figura. Para simular o efeito gravitacional e permitir que as pessoas 
caminhem na parte interna da casca cilíndrica, a estação gira em torno de seu eixo, 
com velocidade escalar constante. 
Qual deve ser a velocidade linear para que as pessoas tenham a sensação de peso 
como se estivessem na Terra? 
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(A) 29, 63 m/s 
(B) 31,30 m/s 
(C) 34,89 m/s 
(D) 37,21 m/s 
 
06 (UFV-2007) Um bloco de massa M é abandonado a partir do repouso de uma altura 
H e desliza em uma rampa, conforme mostrado na figura abaixo. Ao final da rampa, 
quando tem uma velocidade de módulo v, o bloco colide com uma mola, de massa 
desprezível, presa a uma parede. Todos os atritos são desprezíveis e g é o módulo da 
aceleração gravitacional. 
Nessas condições, qual é o trabalho realizado pela mola sobre o bloco desde o 
instante em que este começa a comprimi-la até sua compressão máxima? 
 
(A) + MgH 
(B) – MgH 
(C) + MgH – Mv2/2 
(D) – MgH + Mv2/2 
 
07 - Um estudante deve escolher um cabo de aço ideal, com o menor custo/benefício, 
para ligar dois baldes M1 e M2 cujas massas são respectivamente, 10 kg e 12 kg, 
como mostra a figura. A polia fixa também é ideal. As opções de cabos são mostradas 
na tabela I. 
Qual cabo de aço deve ser escolhido pelo estudante? 
(A) cabo 1. 
(B) cabo 2. 
(C) cabo 3. 
(D) cabo 4. 
 
TABELA I 
Cabo de 
aço 
R$/metro 
de cabo 
Tensão 
máxima 
suportada 
1 18,00 90N 
2 27,00 110N 
3 10,00 70N 
4 15,00 80N 
 
 
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08 - Considerando a terceira lei de Newton, assinale a afirmativa CORRETA: 
 
A) Uma força é sempre o resultado de uma interação entre corpos e, por isso, 
envolve uma ação e uma reação atuando no mesmo corpo. 
(B) Considerando a atuação de forças sobre um corpo, é correto usar a expressão 
“para cada ação existe uma reação igual e oposta”, pois primeiro ocorre a ação 
de uma força e só depois ocorre a reação através de outra força. 
(C) A força peso e a força normal que atuam sobre um bloco, em repouso sobre 
uma superfície, não formam um par da terceira lei de Newton. 
(D) Quando um homem sobre patins empurra uma parede para frente, ele adquire 
um movimento para trás e a parede continua em repouso porque a força do 
homem sobre a parede é menor que a força da parede sobre o homem. 
 
09 - Os bate-estacas é um equipamento utilizado para execução de fundações 
profundas em grandes construções, método no qual se finca estacas no solo, que 
podem ser pré-moldadas em concreto, madeira, metálicas, e outros materiais. Num 
bate-estaca, um bloco de ferro de massa superior a 500 kg cai de certa altura sobre a 
estaca, atingindo o repouso logo após a queda. São desprezadas as dissipações de 
energia nas engrenagens do motor 
A respeito da situação descrita são feitas as seguintes afirmações: 
I – Houve transformação de energia potencial gravitacional do bloco de ferro, em 
energia cinética, que será máxima no instante imediatamente anterior ao choque com 
a estaca. 
II – Como o bloco parou após o choque com a estaca, toda energia do sistema 
desapareceu. 
III – A potência do motor do bate-estaca será tanto maior, quanto menor for o tempo 
gasto para erguer o bloco de ferro até a altura ocupada por ele, antes de cair. 
É (são) verdadeira(s): 
(A) somente I. 
(B) somente II. 
(C) somente I e III. 
(D) somente I e II. 
 
 
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10 - Paulo é um funcionário da construção civil que deseja medir o peso de uma certa 
quantidade de cimento. Para isso ele resolve ganhar tempo e fazer a medida em uma 
balança enquanto desce de elevador do quarto para o primeiro andar da obra com 
movimento acelerado, mas menor que a aceleração da gravidade. 
Nestas condições podemos afirmar que a balança registrará um peso: 
 
A) maior do que o real. 
B) igual ao real. 
C) menor do que o real. 
D) igual a zero. 
 
11 - Em uma circular técnica da Embrapa, depois da figura que reproduzimos abaixo, 
encontramos uma recomendação que, em resumo, diz: 
 
“No caso do arraste com a carga junto ao solo (se por algum motivo não pode ou não 
deve ser erguida…) o ideal é arrastá-la… reduzindo a força necessária para 
movimentá-la, causando menor dano ao solo… e facilitando as manobras. Mas neste 
caso o peso da tora aumenta.” 
(www.cpafac.embrapa.br/pdf/cirtec39.pdf. Modificado.) 
Pode-se afirmar que a frase destacada em negrito é conceitualmente inadequada. Isso 
porque: 
 
(A) o peso da tora diminui, já que se distribui sobre uma área maior. 
(B) o peso da tora é sempre o mesmo, mas é correto afirmar que em II a força 
exercida pela tora sobre o solo aumenta. 
(C) o peso da tora é sempre o mesmo e, além disso, a força exercida pela torasobre o solo em II diminui, pois se distribui por uma área maior. 
(D) a tora está integralmente apoiada sobre o solo, o que diminui a força de atrito. 
 
12 - Durante um exercício na academia, Eduardo empurra uma plataforma ligada a 
duas molas duras dispostas de modo que fiquem paralelas. Quando ele empurra a 
plataforma, ele comprime as molas. Eduardo realiza 80,0J de trabalho para comprimir 
as molas de 0,200m a partir do seu comprimento sem deformação. Qual o valor da 
constante k das molas? 
E qual a força que Eduardo deve aplicar para manter a plataforma comprida? 
(A) 2000 N/m e F = 400 N 
(B) 4000 N/m e F = 600 N 
(C) 6000 N/m e F = 200 N 
(D) 4000 N/m e F = 800 N 
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13 - A figura abaixo mostra uma barra homogênea e uniforme, de 80 cm de 
comprimento e peso 50 N, apoiada no ponto O. Um bloco de 100 N está pendurado na 
extremidade B. Para o equilíbrio horizontal da barra, deve-se pendurar outro bloco na 
extremidade A. (a) Desenhe um diagrama mostrando todas as forças que atuam na 
barra. (b) Determine a reação no apoio O e o peso do bloco que deve ser pendurado 
em A, para que a barra esteja em equilíbrio. 
 
 
14 - A figura mostra o trecho de uma montanha russa de formato circular de raio R. 
Um carro de massa M=200 kg parte do repouso de uma altura R/2. Considere o 
instante em que o carro passa pelo ponto mais baixo da trajetória. Despreze as forças 
de atrito e use g = 9,8 m/s2. 
1- Represente as forças que atuam no carro neste instante 
2 - Calcule a força que a pista faz sobre ele neste instante 
 
 
 
 
 
 
 
 
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15 - O mostrador de uma balança, quando um objeto é colocado sobre ela, indica 100 
N, como esquematizado em A. Se tal balança estiver desnivelada, como se observa 
em B, seu mostrador deverá indicar, para esse mesmo objeto, o valor de: 
 
 
16 - Manoel, um paraquedista experiente, pula de um avião e após 20 segundos abre 
seu paraquedas. Em um trecho da descida, Manoel percebe que sua velocidade está 
constante. Nessa situação a massa do paraquedas é desprezível. 
Em qual das afirmações a explicação apresentada é coerente com as Leis de Newton? 
 
(A) De acordo com a Primeira Lei de Newton, a força de resistência do ar atuando 
no paraquedas deve ser igual ao peso de Manoel, para que a descida ocorra 
com velocidade constante. 
(B) De acordo com a Segunda Lei de Newton, o peso deve ser maior que a 
resistência do ar, para que Manoel possa descer com velocidade constante. 
(C) Pela Terceira Lei de Newton a resistência do ar reduz o peso de Manoel à zero, 
de forma que ele possa descer com velocidade constante. 
(D) Pela Terceira Lei de Newton, a atração gravitacional deixa de atuar durante a 
descida de Manoel, fazendo com que sua velocidade seja constante. 
 
17 - Analise as afirmativas abaixo: 
I. O trabalho total realizado sobre um bloco em um deslocamento diferente de 
zero, quando atua sobre ele uma força resultante não nula, tem que ser 
diferente de zero. 
II. Um bloco, ao ser puxado por uma corda, exercerá uma força contrária na 
corda, de acordo com a 3a lei de Newton. Então, o trabalho realizado pela força 
que a corda faz no corpo é necessariamente igual à zero. 
III. Sempre que o trabalho realizado pela força resultante em um bloco é nulo, sua 
energia cinética se mantém constante. 
 
Está CORRETO o que se afirma em: 
(A) I, apenas. 
(B) II, apenas. 
(C) III, apenas. 
(D) I, II e III. 
 
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18 - Um carro faz uma curva plana, de raio 80 m, com velocidade máxima de 72,0 
km/h sem derrapar. 
Qual é o coeficiente de atrito estático entre os pneus e o asfalto? 
 
(A) 0,44 
(B) 0,51 
(C) 0,63 
(D) 6,61 
 
19 - Uma esfera de massa 
m
 parte do repouso e escorrega sobre uma rampa sem 
atrito, tal como mostrado na figura. Sobre esta situação, são feitas afirmações sobre 
os valores das energias cinética e mecânica da esfera ao longo da rampa. 
 
Qual delas é correta? 
 
(A) A energia mecânica total da esfera tem seu valor máximo em A e mínimo em C. 
(B) A energia cinética da esfera é máxima no ponto B. 
(C) A energia cinética da esfera em C é igual a (3 x m x g)/2. 
(D) A energia cinética em B é igual a (1,8 x m x g). 
 
20 - Um semáforo deve ser pendurado por três cabos, como mostra a figura. O cabo 1 
suporta uma tração de 50 N e o cabo 2 suporta uma tração de 87 N. Os ângulos que 
os cabos fazem com a horizontal são α = 30º e β = 60º. 
Qual é o peso máximo possível que o semáforo pode ter para ser suportado pelos três 
cabos? 
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(A) 145 N 
(B) 130 N 
(C) 112 N 
(D) 100 N 
 
21 - O torque necessário para abrir uma porta com as dobradiças enferrujadas é 600 
Nm. Uma pessoa consegue exercer sobre a porta uma força máxima de 500 N. 
A que distância mínima da dobradiça (eixo de rotação da porta), a pessoa deve aplicar 
essa força a um ângulo de 80° com a porta para que ela se abra? 
 
(A) 1,20 m 
(B) 1,22 m 
(C) 1,50 m 
(D) 8,00 cm 
 
22 - A figura dessa questão apresenta uma massa de 2 kg em repouso sobre um 
plano inclinado sem atrito, sendo sustentada por uma mola. 
 
Qual é a deformação da mola? 
 
(A) 30,2 cm 
(B) 11,8 cm 
(C) 0,21 m 
(D) 0,34 m 
 
23 - Um bloco de 10,0 kg deve ser elevado ao topo de uma rampa sem atrito com 5,0 
m de comprimento e 3,0 m de altura, em relação ao solo. Uma pessoa deseja elevar o 
bloco puxando-o com velocidade constante rampa acima. 
Qual deve ser o trabalho realizado pela pessoa ao aplicar uma força paralela ao 
plano? 
 
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(A) 98 J 
(B) 268 J 
(C) 294 J 
(D) 345 J 
 
 
24 - ua do um omem est deitado uma rede de massa despre el , as orças 
 ue esta aplica a parede ormam um gulo de com a ori o tal, e a i te sidade 
de cada uma de 588 N, como mostrado na figura. 
 
(A) Qual é o peso do homem? 
(B) O gancho da parede oi mal 
i stalado e resiste cada um ape as at 
1274 N. Quantas crianças de 294 N a 
rede suporta? (suponha que o ângulo 
não mude). 
 
25 - São apresentadas para análise, quatro possibilidades acerca do estado de 
movimento (ou repouso) de um dado objeto. 
I Objeto em movimento circular uniforme. 
II Objeto em movimento retilíneo uniforme. 
III Objeto em movimento uniformemente variado. 
IV Objeto parado. 
 
Em qual das situações a força resultante que atua sobre o objeto é nula (R = 0)? 
 
(A) I e IV apenas. 
(B) I, II e IV apenas. 
(C) II e III apenas. 
(D) II e IV apenas. 
 
26 - Um bate-estaca é um equipamento usado na construção civil para perfuração do 
solo. Ele possui um motor que eleva um objeto pesado (martelo) a certa altura, sendo 
abandonadosobre uma estaca em repouso no solo. Esta, por sua vez, afunda no solo, 
fazendo o buraco. Em uma obra, o martelo possui 1000 kg e é elevado a 10,0 metros. 
Sobre essa situação, responda: 
(A) Qual a velocidade do martelo imediatamente antes de encostar na estaca? 
(B) Se ele enterra a estaca 10 cm, qual é a força de resistência que o solo exerce 
na estaca (suponha essa força constante)? 
(C) Se a lubrificação do equipamento não está bem feita, o motor gasta 500 J a 
mais de energia para elevar o martelo 10 m, com velocidade constante. Qual é a força 
de atrito extra que surge devido a essa falta de manutenção? 
 
 
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27 - Um objeto de 15 kg é abandonado do alto de um edifício de 20 metros e cai em 
queda livre até atingir o chão. A velocidade com que este objeto atinge o chão é 
aproximadamente: (considere g = 9,8 m/s2) 
a) 19,8 km/h 
b) 30,6 km/h 
c) 71,3 km/h 
d) 108,9 km/h 
 
28 - Um homem tenta arrastar um grande bloco de pedra plantando os pés no chão 
com firmeza e puxando o bloco através de uma corda amarrada em torno dele. A 
respeito deste evento, as seguintes afirmações são feitas: 
I) A força necessária para tirar o bloco do repouso é superior à força necessária para 
continuar arrastando-o com velocidade constante. 
II) Se o homem consegue puxar o bloco sem que seus pés deslizem, então a força 
que ele está exercendo sobre o bloco é superior à força que o bloco exerce sobre ele. 
III) Se o homem não consegue mover o bloco então a força com que ele puxa o bloco 
é igual à força de atrito atuando no bloco. 
Com relação aos conceitos ligados às Leis de Newton e à força de atrito são corretas 
as afirmações: 
a) I e III b) I e II c) II e III d) I, II e III 
 
29 - Um ciclista desce uma rampa de inclinação 20o com o vento contrario, de 
maneira que sua velocidade permanece constante. É correto afirmar que: 
a) sua energia cinética está aumentando 
b) sua energia cinética permanece constante. 
c) sua energia mecânica permanece constante. 
d) sua energia potencial gravitacional permanece constante. 
 
30 - Alega-se que até 900 Kg de água podem ser evaporados diariamente pelas 
grandes árvores. A evaporação ocorre nas folhas e para chegar lá a água tem de ser 
elevada desde as raízes da árvore. a) Suponha que em média a água seja elevada 
para 9,0 m acima do solo. Qual é o trabalho realizado pela árvore para elevá-la? b)Se 
este processo ocorre ao longo de 12 horas, qual a potência média envolvida? 
 
GABARITO 
01 D 16 A 
02 B 17 C 
03 C 18 B 
04 B 19 D 
05 B 20 D 
06 B 21 B 
07 B 22 B 
08 C 23 C 
09 C 25 D 
10 C 27 C 
11 B 28 A 
12 D 29 B