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�3º BIMESTRE FÍSICA 1 - 3ª SÉRIE Professor (a): BIRA 3ª SÉRIE 1. (Fuvest) Uma gota de chuva se forma no alto de uma nuvem espessa. À medida que vai caindo dentro da nuvem, a massa da gota vai aumentando, e o incremento de massa em um pequeno intervalo de tempo pode ser aproximado pela expressão: em que é uma constante, é a velocidade da gota, e a área de sua superfície. No sistema internacional de unidades a constante é expressa em expressa em expressa em expressa em adimensional. 2. (Fmp) Atua sobre um objeto uma força resultante constante, conferindo-lhe uma posição, em função do tempo, dada por Sabendo-se que o tempo é dado em segundos, e a posição, em metros, a constante tem no SI a dimensão 3. (Uerj) No esquema, está representado um bloco de massa igual a em equilíbrio estático. Determine, em newtons, a tração no fio ideal 4. (Unesp) A figura mostra, em corte, um trator florestal “derrubador - amontoador” de massa 13000 kg; x é a abscissa de seu centro de gravidade (CG). A distância entre seus eixos, traseiro e dianteiro, é Admita que 55% do peso total do trator são exercidos sobre os pontos de contato dos pneus dianteiros com o solo (2) e o restante sobre os pontos de contato dos pneus traseiros com o solo (1). Determine a abscissa x do centro de gravidade desse trator, em relação ao ponto 1. Adote e dê a resposta com dois algarismos significativos. 5. (Pucrj) Uma plataforma tem base de área de espessura de e massa de Ela se encontra flutuando em um rio de águas tranquilas. Considere e a densidade da água do rio igual a A) A que profundidade, em relação à superfície da água, encontra-se o fundo da plataforma? B) Qual é a máxima capacidade de massa externa que a plataforma pode suportar sem que submerja totalmente? 6. (Uema) Um bloco de massa específica flutua em um fluido de massa específica ficando parte de seu volume submerso. O bloco tem uma altura Qual a altura, da parte submersa do bloco? Dados: Aceleração da gravidade: Densidade da água: Velocidade da luz no vácuo: 30º 37º 45º sen 0,50 0,60 0,71 cos 0,86 0,80 0,71 7. (Ufpe) Uma estrela de nêutrons tem massa igual a quatro vezes a massa do Sol e volume esférico de raio Considere a massa do Sol igual a e as densidades da estrela de nêutrons e da água denotadas, respectivamente, por e Se a ordem de grandeza da razão é qual o valor de 8. (Uerj) Um automóvel de massa igual a 942 kg é suspenso por um elevador hidráulico cujo cilindro de ascensão tem diâmetro de 20 cm. Calcule a pressão a ser aplicada ao cilindro para manter o automóvel em equilíbrio a uma determinada altura. 9. (Ufrj) Um líquido de densidade 1,25 g/cm3 está em repouso dentro de um recipiente. No fundo do recipiente existe uma conexão com um tubo cilíndrico de 2,0 cm de diâmetro. O tubo possui um êmbolo cuja parte exterior está sob a ação da atmosfera e em contato com uma mola. Considere que não haja atrito entre o êmbolo e o tubo cilíndrico. Num determinado experimento, a força da mola sobre o êmbolo tem módulo igual a 6,28 N. Calcule a altura h do líquido indicada na figura. Use ð = 3,14. 10. (Unesp) O tubo aberto em forma de U da figura contém dois líquidos não miscíveis, A e B, em equilíbrio. As alturas das colunas de A e B, medidas em relação à linha de separação dos dois líquidos, valem 50 cm e 80 cm, respectivamente. Sabendo que a massa específica de A é 2,0 x 103 kg/m3, determine a massa específica do líquido B. Considerando g = 10 m/s2 e a pressão atmosférica igual a 1,0 x 105 N/m2, determine a pressão no interior do tubo na altura da linha de separação dos dois líquidos. 11. (Ufrj) Um recipiente cilíndrico contém água em equilíbrio hidrostático (figura 1). Introduz-se na água uma esfera metálica maciça de volume igual a 5,0×10-5m3 suspensa por um fio ideal de volume desprezível a um suporte externo. A esfera fica totalmente submersa na água sem tocar as paredes do recipiente (figura 2). Restabelecido o equilíbrio hidrostático, verifica-se que a introdução da esfera na água provocou um acréscimo de pressão ∆p no fundo do recipiente. A densidade da água é igual a 1,0×103kg/m3 e a área da base do recipiente é igual a 2,0×10-3m2. Considere g=10m/s2. Calcule esse acréscimo de pressão ∆p. 12. (Unicamp) Plutão é considerado um planeta anão, com massa bem menor que a massa da Terra. O módulo da força gravitacional entre duas massas e é dado por em que é a distância entre as massas e é a constante gravitacional. Em situações que envolvem distâncias astronômicas, a unidade de comprimento comumente utilizada é a Unidade Astronômica (UA). A) Considere que, durante a sua aproximação a Plutão, a sonda se encontra em uma posição que está distante do centro de Plutão e distante do centro da Terra. Calcule a razão entre o módulo da força gravitacional com que a Terra atrai a sonda e o módulo da força gravitacional com que Plutão atrai a sonda. Caso necessário, use a massa da Terra B) Suponha que a sonda New Horizons estabeleça uma órbita circular com velocidade escalar orbital constante em torno de Plutão com um raio de Obtenha o módulo da velocidade orbital nesse caso. Se necessário, use a constante gravitacional Caso necessário, use 13. (Uerj) A figura a seguir representa o instante no qual a resultante das forças de interação gravitacional entre um asteroide e os planetas e é nula. Admita que: - e representam as distâncias entre cada planeta e o asteroide; - os segmentos de reta que ligam os planetas e ao asteroide são perpendiculares e - e representam, respectivamente, as massas de e e Determine a razão nas condições indicadas. 14. (Uerj) As comunicações entre o transatlântico e a Terra são realizadas por meio de satélites que se encontram em órbitas geoestacionárias a de altitude em relação à superfície terrestre, como ilustra a figura a seguir. Dados: aceleração da gravidade na superfície terrestre: raio da Terra: Para essa altitude, determine: a) a aceleração da gravidade; b) a velocidade linear do satélite. 15. (Unifesp) Dois veículos, e partem simultaneamente de uma mesma posição e movem-se no mesmo sentido ao longo de uma rodovia plana e retilínea durante As curvas do gráfico representam, nesse intervalo de tempo, como variam suas velocidades escalares em função do tempo. Calcule: a) o módulo das velocidades escalares médias de e de em durante os b) a distância entre os veículos, em metros, no instante 16. (Uerj) O cérebro humano demora cerca de 0,36 segundos para responder a um estímulo. Por exemplo, se um motorista decide parar o carro, levará no mínimo esse tempo de resposta para acionar o freio. Determine a distância que um carro a 100 km/h percorre durante o tempo de resposta do motorista e calcule a aceleração média imposta ao carro se ele para totalmente em 5 segundos. 17. (Unicamp) Correr uma maratona requer preparo físico e determinação. A uma pessoa comum se recomenda, para o treino de um dia, repetir 8 vezes a seguinte sequência: correr a distância de 1 km à velocidade de 10,8 km/h e, posteriormente, andar rápido a 7,2 km/h durante dois minutos. a) Qual será a distância total percorridapelo atleta ao terminar o treino? b) Para atingir a velocidade de 10,8 km/h, partindo do repouso, o atleta percorre 3 m com aceleração constante. Calcule o módulo da aceleração a do corredor neste trecho. 18. (Uerj) Um trem de brinquedo, com velocidade inicial de 2 cm/s, é acelerado durante 16 s. O comportamento da aceleração nesse intervalo de tempo é mostrado no gráfico a seguir. Calcule, em cm/s, a velocidade do corpo imediatamente após esses 16 s. 19. (Unicamp) A Agência Espacial Brasileira está desenvolvendo um veículo lançador de satélites (VLS) com a finalidade de colocar satélites em órbita ao redor da Terra. A agência pretende lançar o VLS em 2016, a partir do Centro de Lançamento de Alcântara, no Maranhão. a) Considere que, durante um lançamento, o VLS percorre uma distância de em Qual é a velocidade média do VLS nesse trecho? b) Suponha que no primeiro estágio do lançamento o VLS suba a partir do repouso com aceleração resultante constante de módulo Considerando que o primeiro estágio dura e que o VLS percorre uma distância de calcule 20. (Uerj) Galileu Galilei, estudando a queda dos corpos no vácuo a partir do repouso, observou que as distâncias percorridas a cada segundo de queda correspondem a uma sequência múltipla dos primeiros números ímpares, como mostra o gráfico abaixo. Determine a distância total percorrida após 4 segundos de queda de um dado corpo. Em seguida, calcule a velocidade desse corpo em t = 4 s. 21. (Ufpe) Uma bola cai em queda livre a partir do repouso. Quando a distância percorrida for h, a velocidade será . Quando a distância percorrida for 16h a velocidade será . Calcule a razão . Considere desprezível a resistência do ar. 22. (Ufrj) De um ponto localizado a uma altura h do solo, lança-se uma pedra verticalmente para cima. A figura a seguir representa, em gráfico cartesiano, como a velocidade escalar da pedra varia, em função do tempo, entre o instante do lançamento (t = 0) e o instante em que chega ao solo (t = 3s). a) Em que instante a pedra retoma ao ponto de partida? Justifique sua resposta. b) Calcule de que altura h a pedra foi lançada. Constantes físicas necessárias para a solução dos problemas: aceleração da gravidade: 10 m/s2 constante de Planck: 23. (Ufpe) Um disco de plástico é lançado com velocidade inicial v0 = 14 m/s fazendo um ângulo de 30° com a borda A de uma mesa horizontal, como mostrado na figura. Após o lançamento, o disco desliza sem atrito e segue uma trajetória em zigue-zague, colidindo com as bordas B e D. Considerando que todas as colisões são perfeitamente elásticas, calcule o intervalo de tempo, em unidades de 10-2 segundos, para o disco atingir a borda C pela primeira vez. 24. (Ufpr) Nas Paralimpíadas recentemente realizadas no Brasil, uma das modalidades esportivas disputadas foi o basquetebol. Em um determinado jogo, foi observado que um jogador, para fazer a cesta, arremessou a bola quando o centro de massa dessa bola estava a uma altura de O tempo transcorrido desde o instante em que a bola deixou a mão ao jogador até ter o seu centro de massa coincidindo com o centro do aro foi de No momento do lançamento, o centro de massa da bola estava a uma distância horizontal de do centro do aro da cesta, estando esse aro a uma altura de conforme pode ser observado na figura a seguir. Considerando que a massa da bola é igual a que a resistência do ar é desprezível e que o valor absoluto da aceleração gravidade é de determine, utilizando todas as unidades no Sistema Internacional de Unidades: A) A velocidade horizontal da bola ao atingir o centro do aro da cesta de basquete. B) A velocidade inicial vertical da bola. C) A energia cinética da bola no momento do lançamento (considerando o exato instante em que a bola deixa a mão do atleta). 25. (Ufpr) Na cobrança de uma falta durante uma partida de futebol, a bola, antes do chute, está a uma distância horizontal de 27 m da linha do gol. Após o chute, ao cruzar a linha do gol, a bola passou a uma altura de 1,35 m do chão quando estava em movimento descendente, e levou 0,9 s neste movimento. Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s2. A) Calcule o módulo da velocidade na direção vertical no instante em que a bola foi chutada. B) Calcule o ângulo, em relação ao chão, da força que o jogador imprimiu sobre a bola pelo seu chute. C) Calcule a altura máxima atingida pela bola em relação ao solo. 26. (Unesp) Uma esfera maciça A encontra-se em repouso na borda de uma mesa horizontal, a uma altura h de 0,45m do solo. Uma esfera B, também maciça, desliza com uma velocidade de 4,0 m/s sobre a mesa e colide frontalmente com a esfera A, lançando-a ao solo, conforme ilustra a figura. Sendo uma colisão inelástica, a esfera B retorna na mesma direção de incidência com velocidade de 2,0 m/s em módulo e a esfera A toca o solo a uma distância 2h da borda da mesa. Considerando g = 10 m/s2, calcule A) a velocidade com que A foi lançada ao solo. B) a razão mA/mB. 27. (Unesp) Uma pequena esfera é lançada horizontalmente do alto de um edifício com velocidade . A figura a seguir mostra a velocidade da esfera no ponto P da trajetória, t segundos após o lançamento, e a escala utilizada para representar esse vetor (as linhas verticais do quadriculado são paralelas à direção do vetor aceleração da gravidade g). Considerando g = 10m/s2 e desprezando a resistência oferecida pelo ar, determine, a partir da figura: A) o módulo de ; B) o instante t em que a esfera passa pelo ponto P. 28. (Ufpe) Uma pessoa atravessa uma piscina de 4,0 m de largura, nadando com uma velocidade de módulo 4,0 m/s em uma direção que faz um ângulo de 60° com a normal. Quantos décimos de segundos levará o nadador para alcançar a outra margem? � Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Resposta da questão 2: [D] No SI, a posição y é expressa é em metro (m) e o tempo é expresso em segundo (s). Isolando b na expressão dada: Resposta da questão 3: Resposta da questão 4: Dados: M = 13.000 kg; DE = 2,5 m; Como há equilíbrio de rotação, em relação ao ponto de apoio da roda traseira, o momento do Peso é igual ao momento da Normal na roda dianteira. Assim: Resposta da questão 5: a) Teremos: Mas: logo: b) Teremos: Resposta da questão 6: Para a situação descrita, sabe-se que o corpo está flutuando, que tem altura total e deseja-se encontrar a altura do bloco que está submersa. Como o corpo encontra-se em equilíbrio, tem-se que: A área da base para ambos os casos é igual, então estas se anulam na equação dada. Assim, Resposta da questão 7: Dados: ; ; ; . Da definição de densidade: Considerando a ordem de grandeza: . Fazendo a razão: Resposta da questão 8: Dados: m = 942 kg; g = 10 m/s2. Se há equilíbrio, a intensidade da força normal aplicada ao cilindro tem a mesma intensidade do peso. Assim: Resposta da questão 9: 1,6 m. Resposta da questão 10: a) 1,2.103kg/m3 b) 1,1.105Pa Resposta da questão 11: ∆p = 250 N/m2 Resposta da questão 12: a) Dados: b) Dados: Nesse caso, a força gravitacional age como resultante centrípeta: Resposta da questão 13: Dados: A figura mostra as forças atuantes sobre o asteroide Do equilíbrio: Resposta da questão 14: De acordo com os dados fornecidos pela questão: - aceleração da gravidade na superfície terrestre: - raio da Terra: - Altura da órbita: a) A aceleração do satélite é a própria aceleração da gravidade num ponto da órbita b) Usando a expressão da velocidade: Observação: No enunciado, há uma imprecisão, a altura da órbita de um satélite geoestacionárionão é mas aproximadamente, conforme mostram os cálculos abaixo; embora seja possível resolver a questão com os dados fornecidos pelo enunciado, como demonstrado acima. Sejam: altura da órbita em relação à superfície da Terra; raio da órbita; Raio da Terra; módulo da aceleração da gravidade na superfície terrestre; constante de gravitação universal; período orbital. Cálculo do raio da órbita. Supondo a órbita circular, a aceleração da gravidade exerce a função de aceleração centrípeta. A altura da órbita é: Resposta da questão 15: A) Sabendo que em um gráfico da velocidade pelo tempo, tem-se que: Assim, podemos calcular o deslocamento escalar dos dois veículos durante o intervalo de tempo total: Como o intervalo de tempo e o deslocamento é o mesmo para os dois veículos, as velocidades médias deles também são iguais. Assim, B) Para encontrarmos a distância entre os veículos é necessário encontrar o espaço que eles ocupam no instante 60 segundos. Para tanto, é necessário encontrar a velocidade dos móveis nesse ponto. Analisando o veículo A, temos que: Com o valor da aceleração, podemos encontrar a velocidade do veículo A: Note que, em comparação ao veículo A, a aceleração do veículo B tem mesmo módulo e sentido contrário e a velocidade tem o mesmo módulo. Assim, Sendo d a distância entre os veículos no instante 60 segundos, Resposta da questão 16: Distância percorrida durante o tempo de resposta: Dados: v = 100 km/h = (100/3,6) m/s; Aceleração média de frenagem: Dados: v0 = 100 km/h = (100/3,6) m/s; v = 0; Supondo trajetória retilínea, a aceleração escalar é: Resposta da questão 17: A) Dados: d1 = 1 km = 1.000 m; v2 = 7,2 km/h = 2 m/s; A distância total (d) percorrida nas 8 vezes é: B) Dados: v0 = 0; v1 = 10,8 km/h = 3 m/s; Aplicando a equação de Torricelli: Resposta da questão 18: Lembrando que no gráfico da aceleração escalar em função do tempo a variação da velocidade é numericamente igual a área entre a linha do gráfico e o eixo dos tempos, como destacado na figura, temos: (v = (v1 + (v2 + (v3 = (v = (6 ( 4) – (4 ( 3) + (6 ( 4) = 24 –12 + 24 = 36 cm/s. Mas (v = v – v0. Então: v – 2 = 36 ( v = 38 cm/s. Resposta da questão 19: A) Dados: B) Dados: Resposta da questão 20: Analisando a sequência, podemos perceber que a cada segundo que passa a distância percorrida aumenta em 10 metros. Como podemos perceber, trata-se de um movimento uniformemente variado onde a velocidade média é a média das velocidades. Logo: Resposta da questão 21: A queda livre é um MUV. Vale então a equação de Torricelli. ( ( ( Resposta da questão 22: A) 2 s. Pelo diagrama a partícula precisa de 1 s para atingir a altura máxima (v = 0). Será necessário mais 1 s para pedra retornar ao ponto de partida. B) 30 m Resposta da questão 23: 30 x 102 s. Resposta da questão 24: Questão envolvendo lançamento oblíquo sem atrito. Sendo assim, a componente horizontal da velocidade é constante caracterizando um Movimento Retilíneo Uniforme neste eixo. Já a componente vertical da velocidade sofre a ação da aceleração gravitacional que age retardando a bola durante sua subida e acelerando-a na descida, correspondendo à um lançamento vertical em que as equações são análogas às do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado. A) Cálculo da velocidade horizontal (constante): B) Cálculo da velocidade inicial vertical Considerando o sentido positivo na vertical para cima, substituindo os dados na equação e explicitando a velocidade vertical inicial, ficamos com: C) Para cálculo da Energia Cinética inicial necessitamos do módulo da velocidade inicial que é a soma vetorial das suas componentes nos eixos horizontal e vertical. Como a Energia Cinética é dada por: Resposta da questão 25: Os dados estão mostrados na figura abaixo. A) Equacionando o eixo y: B) Equacionando o eixo x: C) Aplicando Torricelli ao eixo y e notando que no ponto mais alto vy = 0 e y = H: Resposta da questão 26: A) 3,0m/s B) mA/mB = 2 Resposta da questão 27: A) 10 m/s. B) 1,5 s. Resposta da questão 28: 20 ds. COLÉGIO PALAS – UNIDADE TIJUCA 9º ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL E ENSINO MÉDIO FÍSICA 1 3º BIMESTRE - 2017 EXERCÍCIOS PROPOSTOS �PAGE � �PAGE �2� _1561481447.unknown _1561481479.unknown _1561481495.unknown _1561481503.unknown _1561481507.unknown _1561481509.unknown _1561481510.unknown _1561481508.unknown _1561481505.unknown _1561481506.unknown _1561481504.unknown _1561481499.unknown _1561481501.unknown _1561481502.unknown _1561481500.unknown _1561481497.unknown _1561481498.unknown _1561481496.unknown _1561481487.unknown _1561481491.unknown _1561481493.unknown _1561481494.unknown _1561481492.unknown _1561481489.unknown _1561481490.unknown _1561481488.unknown _1561481483.unknown _1561481485.unknown _1561481486.unknown _1561481484.unknown _1561481481.unknown _1561481482.unknown _1561481480.unknown _1561481463.unknown _1561481471.unknown _1561481475.unknown _1561481477.unknown _1561481478.unknown _1561481476.unknown _1561481473.unknown _1561481474.unknown _1561481472.unknown _1561481467.unknown _1561481469.unknown _1561481470.unknown _1561481468.unknown _1561481465.unknown _1561481466.unknown _1561481464.unknown _1561481455.unknown _1561481459.unknown _1561481461.unknown _1561481462.unknown _1561481460.unknown _1561481457.unknown _1561481458.unknown _1561481456.unknown _1561481451.unknown _1561481453.unknown _1561481454.unknown _1561481452.unknown _1561481449.unknown _1561481450.unknown _1561481448.unknown _1561481415.unknown _1561481431.unknown _1561481439.unknown _1561481443.unknown _1561481445.unknown _1561481446.unknown _1561481444.unknown _1561481441.unknown _1561481442.unknown _1561481440.unknown _1561481435.unknown _1561481437.unknown _1561481438.unknown _1561481436.unknown _1561481433.unknown _1561481434.unknown _1561481432.unknown _1561481423.unknown _1561481427.unknown _1561481429.unknown _1561481430.unknown _1561481428.unknown _1561481425.unknown _1561481426.unknown _1561481424.unknown _1561481419.unknown _1561481421.unknown _1561481422.unknown _1561481420.unknown _1561481417.unknown _1561481418.unknown _1561481416.unknown _1561481383.unknown _1561481399.unknown _1561481407.unknown _1561481411.unknown _1561481413.unknown _1561481414.unknown _1561481412.unknown _1561481409.unknown _1561481410.unknown _1561481408.unknown _1561481403.unknown _1561481405.unknown _1561481406.unknown _1561481404.unknown _1561481401.unknown _1561481402.unknown _1561481400.unknown _1561481391.unknown _1561481395.unknown _1561481397.unknown _1561481398.unknown _1561481396.unknown _1561481393.unknown _1561481394.unknown _1561481392.unknown _1561481387.unknown _1561481389.unknown _1561481390.unknown _1561481388.unknown _1561481385.unknown _1561481386.unknown _1561481384.unknown _1561481367.unknown _1561481375.unknown _1561481379.unknown _1561481381.unknown _1561481382.unknown _1561481380.unknown_1561481377.unknown _1561481378.unknown _1561481376.unknown _1561481371.unknown _1561481373.unknown _1561481374.unknown _1561481372.unknown _1561481369.unknown _1561481370.unknown _1561481368.unknown _1561481359.unknown _1561481363.unknown _1561481365.unknown _1561481366.unknown _1561481364.unknown _1561481361.unknown _1561481362.unknown _1561481360.unknown _1561481351.unknown _1561481355.unknown _1561481357.unknown _1561481358.unknown _1561481356.unknown _1561481353.unknown _1561481354.unknown _1561481352.unknown _1561481347.unknown _1561481349.unknown _1561481350.unknown _1561481348.unknown _1561481343.unknown _1561481345.unknown _1561481346.unknown _1561481344.unknown _1561481341.unknown _1561481342.unknown _1561481339.unknown _1561481340.unknown _1561481337.unknown _1561481338.unknown _1561481336.unknown
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