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3a prova de F 128 – Diurno
30/06/2014
Nome:____________________________________RA:______________Turma:____
Esta prova contém 14 questões de múltipla escolha e 1 questão discursiva.
Não esqueça de passar as respostas das questões de múltipla escolha para o cartão de respostas.
Obs: Na solução desta prova, considere g = 10 m/s2 quando necessário.
1. Duas rodas, uma de raio R e outra de raio 2R, são 
fixadas uma sobre à outra de modo concêntrico e são 
livres para rodar em torno de seu eixo de simetria. Como 
mostrado abaixo, quatro forças são exercidas 
tangencialmente às rodas. 
Qual é a magnitude do torque resultante?
a) zero 
b) FR 
c) 2FR 
d) 4FR 
e) 8FR
As duas questões abaixo relacionam-se à figura:
2. Um sistema é formado por dois corpos, um com massa 
m e o outro com massa 2m, que estão ligados por uma 
haste rígida sem massa de comprimento 5l. Como 
mostrado na figura acima, o sistema pode girar ao redor 
de um eixo horizontal que atravessa o “Pivot Point”. O 
sistema está sob a ação da aceleração da gravidade g. 
Quando o sistema é liberado, a haste começa a rodar com 
uma aceleração angular cuja magnitude é:
a) g / 7l
b) g / 5l
c) g / 4l
d) 5g / 7l
e) g / 9l
3. Em que momento a aceleração angular se anula?
a) nunca.
b) quando o sistema encontra-se na vertical.
c) quando o sistema encontra-se na horizontal, com as 
posições das massas invertidas.
d) no momento que o torque é máximo.
e) nenhuma das anteriores.
4. Uma roda de raio 0,5 metros rola sem deslizar sobre 
uma superfície horizontal, como mostrado na figura 
abaixo. Começando a partir de repouso, a roda se move 
com aceleração angular constante de 6 rad/s2. 
A distância percorrida pelo centro da roda no intervalo de 
tempo de t = 0 a t = 2s é:
a) zero
b) 27 m
c) 6 m
d) 18 m
e) nenhuma destas
5. Uma roda sólida de massa M, raio R e momento de 
inércia MR2/2, rola sem deslizar sobre uma superfície 
horizontal. Uma força horizontal F é aplicada sobre o eixo 
de rotação da roda e imprime uma aceleração A ao centro 
de massa da roda. As magnitudes da força F aplicada e a 
força de atrito da superfície f, respectivamente, são:
a) F = MA, f = 0
b) F = MA, f = MA/2
c) F = 2MA, f = MA
d) F = 2MA, f = MA/2
e) F = 3 MA/2, f = MA/2
3a prova de F 128 – Diurno
6. Um ioiô é pendurado ao teto por um fio que não possui 
massa nem atrito. Ele é liberado verticalmente a partir do 
repouso como mostra a figura. O seu centro de massa cai 
de uma altura h em relação a sua altura inicial e, durante a 
queda, o seu centro de massa move-se verticalmente. A 
afirmativa correta sobre a dinâmica do ioiô durante a 
queda é
a) tração do fio varia linearmente com o tempo durante a 
sua queda.
b) em relação ao centro de massa do ioiô o torque 
resultante é nulo.
c) em relação ao centro de massa do ioiô o torque da 
tração é nulo.
d) o torque resultante devido às forças peso e tração sobre 
o ioiô é constante.
e) a força peso não realiza trabalho sobre o ioiô.
7. Considere a colisão mostrada na figura. As massas dos 
blocos bem como as velocidades antes e depois da colisão 
são fornecidas. 
A colisão:
a) não é possível porque o momento linear não é 
conservado.
b) é parcialmente não elástica.
c) é perfeitamente elástica.
d) é caracterizada por um aumento de energia cinética.
e) é totalmente não elástica.
8. Um veículo da Ford, tipo Escort, cuja massa é
m = 1200 kg, colide com um veículo de entrega, também 
da Ford, mas cuja massa é m = 2500 kg . A colisão 
acontece em um ângulo reto quando atravessam um 
cruzamento durante uma tempestade de neve, e a 
velocidade de ambos os veículos quando entram nesse 
cruzamento são iguais. Desprezando a força de atrito, qual 
a trajetória possível de ambos os veículos após a colisão? 
(admita que os veículos se mantenham preso um ao outro 
após a colisão).
a) Trajetória A
b) Trajetória B
c) Trajetória C
d) Trajetória D
e) Trajetória E
9. A bala de um rifle de ar é disparada horizontalmente e 
fica alojada dentro um bola feita com massa de modelar 
suspensa por um fio vertical. O sistema bola + bala sobe 
até uma altura vertical de 20 cm. Qual é a velocidade 
inicial da bala, dado que a sua massa é de 3,0 g e a massa 
da bola é de 90 g.
a) 90 m/s
b) 124 m/s
c) 101 m/s
d) 62 m/s
e) Nenhuma das anteriores.
10. Um quadrado de massa M e de lados de comprimento 
L, tem um momento de inércia I0, quando rodado em 
torno de um eixo perpendicular à sua superfície, e que 
passa através do seu centro, como mostrado na figura. 
Agora, uma partícula, também de massa M está ligada a 
um canto do quadrado, como mostrado. Qual é o novo 
momento de inércia do sistema sobre o mesmo eixo de 
rotação?
a) I0+ML2/4
b) I0+ML2/2
c) I0+ ML2/2
d) I0+2ML2
e) I0+ML2
3a prova de F 128 – Diurno
11. Um disco que gira com velocidade angular ω0 é 
freado uniformemente até atingir o repouso. Durante a 
frenagem ele executa uma revolução. Outro disco, 
idêntico ao primeiro, tem velocidade angular ω1=5ω0 é 
freado com mesma desaceleração que o primeiro. O 
número de revoluções que ele executa até atingir o 
repouso é:
a) 25
b) 5
c) 10
d) 2,5
e) 15
12. Uma pequena esfera ligada a uma haste rígida leve 
gira em torno de um eixo perpendicular que está fixado à 
outra extremidade da haste. Em um certo sistema de 
referências, a sua velocidade angular é negativa, e a sua 
aceleração angular é positiva. Se um observador neste 
sistema de referências se posicionar de modo a ter o eixo 
de rotação apontando diretamente para si, ele observará a 
esfera:
a) girando no sentido horário e desacelerando
b) girando no sentido anti-horário e desacelerando
c) girando no sentido horário e acelerando.
d) girando no sentido anti-horário e acelerando. 
e) Primeiro girando no sentido anti-horário e, em 
seguida, no sentido horário.
13. Um disco possui momento de inércia de 6,0 kg m⋅ 2 
e está submetido a uma aceleração angular constante de 
2,0 rad/s2. Se o disco partiu do repouso o trabalho 
realizado nos primeiros 5 segundos pelo torque resultante 
foi de:
a) 0
b) 30 J
c) 60 J
d) 300 J
e) 600 J
14. Quando um homem girando em uma mesa giratória 
sem atrito estende seus braços (inicialmente juntos ao 
corpo) horizontalmente, sua velocidade angular: 
a) deve aumentar
b) deve diminuir
c) deve permanecer a mesma
d) Pode aumentar ou diminuir, dependendo de sua 
velocidade angular inicial
e) Pode aumentar ou diminuir, dependendo de sua 
aceleração angular