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www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 65 EXTENSIVO 2017 SEMANA 04: Movimento Retilíneo e Uniformemente Variado Aulas 21 até 27 ROTEIRO 09 (12 03) Cinemática Angular | MCU e MCUV Questões 116 até 145 www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 1 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal FERA, como esse é um dos conteúdos de Mecânica que o(a)s estudantes têm maior dificuldade, preparei uma super lista com 30 questões, ok? Como você já sabe, todas estarão resolvidas na plataforma. Bons estudos. #LQVP 116. (F MED PETRÓPOLIS) A frequência cardíaca de um atleta, medida após uma corrida de 800m, era de 90 batimentos por minuto. Essa frequência, expressa em hertz, corresponde a: a) 1,5 b) 3,0 c) 15 d) 30 e) 60 117. (CESGRANRIO) Um menino assopra um pequeno lápis de formato cilíndrico que rola sobre a superfície de uma mesa. Sabendo-se que o lápis realiza 10 revoluções após percorrer 62,8cm, qual o raio do lápis, em cm? a) 0,3 b) 0,6 c) 1,0 d) 2,0 e) 10,0 118. (F MED UNIDERP) A prática de exercícios físicos e a adesão aos esportes têm se tornado cada vez mais frequente na vida das pessoas, e isso decorre da crescente conscientização em relação aos cuidados com a saúde. Considerando-se que um jovem corra por 12 min, realizando 18 voltas em uma pista circular de raio 20,0m, é correto afirmar que a velocidade escalar média desenvolvida por ele, para a realização da corrida, em m/s, é igual a: a) 0,5 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0 e) 2,5 www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 2 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 119. (F MED FMO) Assinale a proposição correta sobre o movimento circular uniforme (MCU) a) a direção do vetor velocidade é constante. b) o módulo do vetor velocidade é constante. c) a direção do vetor aceleração é constante. d) a direção do vetor posição é constante. e) o módulo do vetor deslocamento é constante. 120. (F MED FITS) Um ponto material descreve movimento circular uniforme com velocidade linear de 3,0 m/s, com raio de curvatura de 1,5m. Considerando-se que não existem forças de atrito atuando no sistema, conclui-se que o módulo da aceleração nesse trecho é igual, em m/s2, a: a) 6,0 b) 5,0 c) 4,0 d) 3,0 e) 2,0 121. (F MED UESB) Uma particular executa um movimento circular numa trajetória de raio R = 40,0 cm, com frequência f = 100,0 Hz. Com base nessa informação e considerando-se o movimento circular e uniforme, é correto afirmar: a) A partícula em cada instante, está sujeita a uma aceleração linear constante de módulo 1602 m/s2. b) A partícula move-se com velocidade angular constante de módulo igual a 20 rad/s. c) O módulo da velocidade linear da partícula é de 80 m/s. d) O período do movimento da partícula é 0,1s. e) A partícula desloca-se 10,0m em 40,0s. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 3 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 122. (UNIT SE) O princípio da tomografia consiste em ligar um tubo de raios X a um filme radiográfico por um braço rígido que gira ao redor de um determinado ponto, situado num plano paralelo à película. Assim, durante a rotação do braço, é produzida a translação simultânea do alvo e do filme. Considerando-se que o aparelho que obtém as imagens consta de um tubo de cerca de 70,0 cm de diâmetro, gira a uma frequência de 3 rps e = 3, conclui- se que a velocidade linear desenvolvida pelo aparelho, em m/s, é igual a: a) 2,9 b) 3,4 c) 4,7 d) 5,6 e) 6,3 123. (F MED UESB) O hidrogênio é o mais abundante dos elementos químicos, presente em, aproximadamente, 75% da massa elementar do Universo. Apresenta-se geralmente, na sua forma molecular, constituída por dois átomos de hidrogênio para formar o gás diatômico H2. Admitindo-se que o elétron gira em torno do núcleo de um átomo de hidrogênio com frequência de 7,0 x 1015 Hz, que a velocidade tangencial é de 2,0 x 106 m/s e que , é igual a 3, o raio do átomo de hidrogênio estimado, em milímetros, é da ordem de: a) 10-6 b) 10-7 c) 10-8 d) 10-9 e) 10-10 www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 4 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 124. (F MED UNICID) Em um teste ergométrico, um paciente pedala a bicicleta de modo que cada pedal realiza 48 voltas por minuto. Nessa situação, a velocidade angular média, em rad/s, de cada pedal da bicicleta é: a) 1,6 b) 0,8 c) 0,4 d) 4,8 e) 96 125. (FUVEST SP) É conhecido o processo utilizado por povos primitivos para fazer fogo. Um jovem, tentando imitar parcialmente tal processo, mantém entre suas mãos um lápis de forma cilíndrica e com raio igual a 0,40 cm de tal forma que, quando movimenta a mão esquerda para a frente e a direita para trás, em direção horizontal, imprime ao lápis um rápido movimento de rotação. O lápis gira, mantendo seu eixo fixo na direção vertical, como mostra a figura abaixo. Realizando diversos deslocamentos sucessivos e medindo o tempo necessário para executá-los, o jovem conclui que pode desloca a ponta dos dedos de sua mão direita de uma distância L = 15cm, com velocidade constante, em aproximadamente 0,30s. Podemos afirmar que, enquanto gira num sentido, o número de rotações por segundo executadas pelo lápis é, aproximadamente, igual a: a) 5 b) 8 c) 10 d) 12 e) 20 www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 5 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 126. (F MED JUNDIAÍ) A furadeira cirúrgica é um equipamento de larga utilização em procedimentos cirúrgicos, nas mais diversas especialidades da medicina. Considere uma dessas furadeiras cuja broca, de 0,5 mm de diâmetro, gire com frequência de 3000 rpm e que = 3. A velocidade escalar de um ponto periférico desta broca é, em m/s: a) 1,5 x 10-2 b) 6,0 x 10-1 c) 7,5 x 10-2 d) 6,0 x 10-2 e) 1,5 x 10-1 127. (F MED UNIFACS) O primeiro satélite brasileiro o SCD-1, lançado em 1993, com função de coletar dados ambientais, voa com uma velocidade linear de módulo 2,7 mil quilômetros por hora e leva, aproximadamente, 1h40min para completar uma volta circular em torno da Terra. Admitindo-se igual a 3, é correto afirmar que o raio da órbita do satélite é igual, em km, a: a) 550,0 b) 640,0 c) 680,0 d) 750,0 e) 820,0 128. (FUVEST SP) Uma estação especial foi projetada com formato cilíndrico, de raio R igual a 100m, 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 do seu eixo, com velocidade angular constante . As pessoas terão sensação de peso, como se estivessem na Terra, se a velocidade for de, aproximadamente. a) 0,1 rad/s b) 0,3 rad/s c) 1 rad/s d) 3 rad/s e) 10 rad/s www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br6 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 129. (F MED FPS) Dois ciclistas percorrem uma pista circular, no mesmo sentido e com movimento uniforme. A velocidade angular do ciclista A é A = 2,5 rad/s; e a velocidade angular do ciclista B é B = 2,4 rad/s. Ambos os ciclistas passam por um determinado ponto da pista no mesmo instante de tempo. Determine em quanto tempo, depois desse instante, o ciclista A estará com uma volta de vantagem sobre o ciclista B. Neste problema considere o valor de = 3. Dê sua resposta em segundos. a) 90s. b) 80s. c) 70s. d) 60s. e) 50s. 130. (F MED São Camilo) Considere que, em determinado intervalo de tempo, um CD de 12 cm de diâmetro esteja em movimento circular e uniforme, girando a 180 rpm. Adotando = 3, é correto afirmar que, nesse intervalo de tempo, a) todos os pontos do CD apresentam período de rotação de, aproximadamente, 0,33s. b) todos os pontos do CD apresentam aceleração centrípeta de mesmo módulo. c) pontos diferentes do CD apresentam velocidades angulares diferentes. d) todos os pontos do CD têm a mesma frequência, de 6 Hz. e) qualquer ponto da periferia do CD apresenta velocidade escalar de 18 m/s. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 7 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 131. (MACKENZIE SP) Duas rodas são acopladas de modo que suas bandas de rodagem sejam tangentes, como ilustra a figura acima. O movimento ocorre devido ao atrito entre as superfícies em contato. Considerando que não haja escorregamento relativo entre as rodas, o raio da roda menor (R2) é a metade do raio da roda maior (R1) e elas realizam um movimento circular uniforme, podemos afirmar que: a) o deslocamento angular da roda maior é a metade da roda menor e seu sentido de rotação é oposto ao da roda menor. b) o deslocamento angular da roda maior é o dobro da roda menor e seu sentido de rotação é oposto ao da roda menor. c) o deslocamento angular da roda maior é a metade da roda menor e de mesmo sentido de rotação da roda menor. d) o deslocamento angular da roda maior é o dobro da roda menor e de mesmo sentido de rotação da roda menor. e) o deslocamento angular da roda maior é o mesmo da roda menor e de mesmo sentido de rotação da roda menor. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 8 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 132. (VUNESP SP) Considere dois aros que se tocam sem escorregamento e giram com velocidades angulares em uma relação de 1 para 4. Nessas condições, a relação entre os raios r2/r1 é: a) 2,00 b) 4,00 c) 0,25 d) 0,50 e) 0,40 133. (UERJ) Uma máquina possui duas engrenagens circulares, sendo a distância entre seus centros A e B igual a 11 cm, como mostra o esquema. Sabe-se que a engrenagem menor dá 1000 voltas no mesmo tempo em que a maior dá 375 voltas, e que os comprimentos dos dentes de ambas têm valores desprezíveis. A medida, em centímetros, do raio da engrenagem menor equivale a: a) 2,5 b) 3,0 c) 3,5 d) 4,0 www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 9 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 134. (F MED UESB) Duas polias, de raios R1 = 10,0 cm e R2 = 30 cm, estão acopladas por uma correia de transmissão inextensível, como mostra a figura. Sabendo-se que a polia R1 gira com frequência de 600 rotações por minuto, a ordem de grandeza do tempo necessário para a polia maior dar uma volta completa, em segundo, é igual a: a) 10-4 b) 10-3 c) 10-1 d) 102 e) 103 135. (F MED FMO) Uma centrífuga pode ser utilizada para separar materiais de diferentes densidades, como, por exemplo, uma mistura de plasma, concentrados de hemácias e plaquetas no sangue. A centrífuga mostrada na figura a seguir tem como parte principal um rotor que gira um volante através de uma correia. Os raios do rotor e do volante são R1 = 5,00 cm e R2 = 15,0 cm, respectivamente. Considerando que o rotor gira à frequência de 3600 rpm (1 rpm = 1 rotação por minuto), calcule a velocidade angular do volante da centrífuga. a) 10 rad/s b) 20 rad/s c) 30 rad/s d) 40 rad/s e) 50 rad/s www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 10 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 136. (UFPE) A polia A' de raio r'A = 12 cm é concêntrica à polia A, de raio rA = 30 cm, e está rigidamente presa a ela. A polia A é acoplada a uma terceira polia B de raio rB = 20 cm pela correia C, conforme indicado na figura. Qual deve ser o raio da polia B', concêntrica a B e rigidamente presa a ela, de modo que A' e B' possam ser conectadas por uma outra correia C', sem que ocorra deslizamento das correias? a) 12 cm b) 10 cm c) 8,0 cm d) 6,0 cm e) 4,0 cm 137. (VUNESP SP) Um robô percorre a extensão de uma pista de boliche enquanto limpa e aplica produtos no piso de madeira. Nesse robô, por meio de correia, uma pequena polia conectada a um motor elétrico transfere rotação a uma polia maior conectada ao eixo de um par de rodas. Considere que o raio da polia menor seja 1 cm, que o raio da polia maior seja 4 cm, que o raio da roda seja 5 cm e que, enquanto o robô se movimenta, a velocidade linear seja constante e igual a 0,2 m/s. Para que o robô se movimente com essa velocidade linear, a velocidade angular do eixo do motor elétrico deve ser de: a) 4 rad/s. b) 12 rad/s. c) 6 rad/s. d) 8 rad/s. e) 16 rad/s www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 11 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 138. (UESPI) A figura a seguir ilustra uma ciclista pedalando em sua bicicleta em um movimento retilíneo uniforme, com velocidade de módulo 2 m/s, em relação a um observador em repouso no solo. Os pneus giram sem deslizar. Os módulos das velocidades dos pontos mais alto (A) e mais baixo (B) do pneu dianteiro, em relação a esse observador, são respectivamente iguais a: a) 2 m/s e 2 m/s b) zero e 2 m/s c) 4 m/s e 2 m/s d) 2 m/s e 4 m/s e) 4 m/s e zero 139. (F MED UNIME) Uma excelente opção de exercícios é andar de bicicleta, pois ajuda a fortalecer as articulações dos joelhos, tornozelos e quadril. Considerando-se um jovem pedalando uma bicicleta com uma frequência constante de 4,0 Hz por 20 min e sendo o diâmetro da roda traseira igual a 70,0 cm e igual a 3, é correto afirmar que a distância linear percorrida pelo jovem, no intervalo de tempo considerado, em km, é igual a: a) 8,13 b) 9,52 c) 10,08 d) 11,05 e) 12,60 140. (FEI SP) Em uma bicicleta com roda de 1 m de diâmetro, um ciclista necessita dar uma pedalada para que a roda gire duas voltas. Quantas pedaladas por minuto deve dar o ciclista para manter a bicicleta com uma velocidade constante de 6 km/h? a) 300. b) 200. c) 150. d) 100. e) 50. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 12 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal141. (ENEM) Quando se dá uma pedalada na bicicleta da figura (isto é, quando a coroa acionada pelos pedais dá uma volta completa), qual é a distância aproximada percorrida pela bicicleta, sabendo-se que o comprimento de um círculo de raio R é igual a 2 R, onde ≈ 3? a) 1,2m b) 2,4m c) 7,2m d) 14,4m e) 48,0m 142. (ENEM) Com relação ao funcionamento de uma bicicleta de marchas, onde cada marcha é uma combinação de uma das coroas dianteiras com uma das coroas traseiras, são formuladas as seguintes afirmativas: I. numa bicicleta que tenha duas coroas dianteiras e cinco traseiras, temos um total de dez marchas possíveis onde cada marcha representa a associação de uma das coroas dianteiras com uma das traseiras. II. em alta velocidade, convém acionar a coroa dianteira de maior raio com a coroa traseira de maior raio também. III. em uma subida íngreme, convém acionar a coroa dianteira de menor raio e a coroa traseira de maior raio. Entre as afirmações anteriores, estão corretas: a) I e III apenas. b) I, II e III apenas. c) I e II apenas. d) II apenas. e) III apenas. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 13 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 143. (ENEM) As bicicletas possuem uma corrente que liga uma coroa dentada dianteira, movimentada pelos pedais, a uma coroa localizada no eixo da roda traseira, como mostra a figura A. O número de voltas dadas pela roda traseira a cada pedalada depende do tamanho relativo destas coroas. Em que opção a seguir a roda traseira dá o MAIOR número de voltas por pedalada? a) b) c) d) e) 144. (UERJ) Um ciclista pedala uma bicicleta em trajetória circular de modo que as direções dos deslocamentos das rodas mantém sempre um ângulo de 60o. O diâmetro da roda traseira dessa bicicleta é igual a metade do diâmetro de sua roda dianteiras. O esquema a seguir mostra a bicicleta vista de cima em um dado instante do percurso. Admita que, para uma volta completa da bicicleta, N1 é o número de voltas dadas pela roda traseira e N2 o número de voltas dadas pela roda dianteira em torno de seus respectivos eixos de rotação. A razão N1 / N2 é igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br 14 CINEMÁTICA ANGULAR MCU | Transmissão de Movimentos INSTAGRAM @fisicatotal 145. (F MED DMO) Pilotos de aviões de caça frequentemente ficam sujeitos a acelerações de módulo, algumas vezes, maior do que a aceleração da gravidade, em situações que podem levar à perda da consciência. No treinamento dos pilotos, são utilizadas as chamadas centrífugas humanas, onde o piloto fica sujeito a um movimento circular uniformemente variado (M.C.U.V.). Em uma centrífuca humana, com raio igual a 5,0m, a rotação parte do repouso com aceleração angular constante. Calcule qual deve ser a aceleração angular para que o piloto atinja a aceleração centrípeta de 10,0G (G = aceleração da gravidade = 10 m/s2) após 5 voltas completas da centrífuga. a) 2 rad/s2 b) rad/s2 c) 1/ rad/s2 d) 1/(2 rad/s2 e) 1/(3 rad/s2 G A B A R I T O 116 A 117 C 118 B 119 B 120 A 121 C 122 E 123 B 124 A 125 E 126 C 127 D 128 B 129 D 130 A 131 A 132 B 133 B 134 C 135 D 136 C 137 E 138 E 139 C 140 E 141 C 142 A 143 A 144 A 145 C CAPA Aula 09 (12 03) Extensivo 2018 - x MED Aula 09 - Extensivo 2018 (05 03) - x MED