2015 1sem P2Noturno

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2a prova de F 128 – Noturno
20/05/2015
Nome:____________________________________RA:______________Turma:____
-Esta prova contém 14 questões de múltipla escolha e 1 questão discursiva.
Coloque nome, registro acadêmico (RA) e turma nesta página e na folha de respostas.
Não se esqueça de passar as respostas das questões de múltipla escolha para a folha de respostas.
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NÃO É PERMITIDO O USO DE CALCULADORA
Obs: Na solução desta prova, considere g = 10 m/s2 quando necessário.
QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA
Questão 1. O Trabalho realizado por uma força constante
F⃗ é positivo se:
a) a componente da força na direção e sentido do
deslocamento é positiva.
b) o ângulo entre a força e o deslocamento é maior que
180.
c) o produto escalar entre a força e o deslocamento é
negativo.
d) o ângulo entre a força e o deslocamento é maior que
90.
e) a componente da força na direção e sentido do
deslocamento é negativa.
Questão 2: Uma partícula de massa m realiza um
movimento circular. Se a sua energia cinética variou ao
longo desse movimento então podemos afirmar que:
a) isso era esperado já que a força resultante é não-nula.
b) a variação da energia cinética é igual ao trabalho
realizado pela força centrípeta.
c) isso era esperado já que a velocidade muda de direção
ao longo do movimento.
d) a força resultante deve ter uma componente
tangencial.
e) nenhuma das outras alternativas.
Questão 3: No instante t = 0, uma partícula de 2 kg tem
uma velocidade de (4 m /s) i^−(3m / s) j^ . No
instante t = 3 s, a velocidade da partícula é
(2m /s) i^+(3m /s) j^ . Durante esse intervalo de
tempo, o trabalho executado sobre a partícula é
a) 4 J
b) -4 J
c) -12 J
d) -40 J
e) ( 4 i^+36 j^ )J
Questão 4: Uma mola exerce uma força restauradora em
um bloco de massa m = 0.4 kg, da forma F=−k x3
, onde k = 0.8 N/m3 e x é a distância ao ponto de
equilíbrio da mola. Se a mola for comprimida em 0.2 m,
a velocidade com que o bloco passa pelo ponto de
equilíbrio é: 
a) 1 cm/s
b) 2 cm/s
c) 4 cm/s
d) 10 cm/s
e) 16 cm/s
Questão 5: Um corpo de massa m desliza ao longo de
uma superfície horizontal. O coeficiente de atrito
cinético é μ. Verifica-se que o trabalho realizado pela
força de atrito cinético é igual a
−∆ U=−μN (x2−x1 ) , onde U ( x )=μNx , N
é o módulo da força normal aplicada pela superfície e x1
e x2 são as posições inicial e final, respectivamente, ao
longo do deslocamento. Nessa situação, é correto então
afirmar que: 
a) A força de atrito é conservativa já que podemos
associar a ela uma energia potencial U ( x )=μNx .
b) A força de atrito não é conservativa mas podemos
definir uma energia potencial U ( x )=μNx nesse
caso.
c) A força de atrito é conservativa nesse caso porque o
trabalho realizado por ela é igual ao negativo da variação
da energia cinética.
d) A força de atrito não é conservativa porque o trabalho
realizado por ela no deslocamento de x2 para x1 tem o
mesmo sinal do trabalho realizado no deslocamento de x1
para x2.
e) Nenhuma das outras alternativas.
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Questão 6: Se investigarmos o movimento dos átomos de
uma molécula diatômica como o N2, veremos que eles
executam um movimento vibracional. Porém, esse
movimento não acontece para qualquer valor da energia
mecânica, Emec, dos átomos já que é possível dissociar a
molécula. Levando em conta essas informações,
podemos dizer que o movimento desses átomos pode ser
descrito muito bem por uma energia potencial U (r )
(sendo r distância relativa entre os átomos), onde
U (r )→ 0 para r → ∞ e U (r )→∞ para
r →0 , como a mostrada na figura abaixo. Sobre a
energia mecânica podemos afirmar que:
a) para Emec > 0 existem dois valores de r para os quais
U(r) = Emec. 
b) para Emec = U(ro) os átomos estão vibrando.
c) para Emec > 0 os átomos vibram e para Emec = 0 a
molécula se dissocia.
d) quando Eo < Emec < 0 existem dois valores de r para os
quais U(r) = Emec e, portanto, os átomos vibram só para
Eo < Emec < 0.
e) quando Eo < Emec < 0 existem dois valores de r para os
quais U(r) = Emec e, portanto, a molécula se dissocia
nessa situação.
Questão 7: Considerando ainda a energia potencial da
questão anterior, podemos dizer que a força entre os
átomos da molécula de N2 é 
a) Negativa quando r > ro e positiva para r < ro.
b) Positiva para r < ro e negativa quando r ≥ ro.
c) Negativa para r < ro e positiva para r > ro.
d) Positiva sempre que U(r) < 0.
e) Negativa sempre que U(r) < 0.
Questão 8: Um jogador de vôlei salta, a partir do
repouso, para executar uma ação de bloqueio. Se a
variação máxima da altura do seu centro de massa foi de
0,8 m no salto e o tempo de contato com o solo antes do
salto foi de 1,0 s, podemos afirmar que o módulo da
força média exercida pelo chão sobre ele (utilize g = 10
m/s2) 
a) é igual a 1/5 do seu peso.
b) é igual a 7/5 do seu peso.
c) é igual ao dobro do seu peso.
d) é igual ao seu peso.
e) é igual a 3/5 do seu peso.
Questão 9: Três massas puntiformes estão localizadas
nos vértices de um triângulo equilátero de lado L
conforme mostra a figura abaixo. Considere as seguintes
situações: 
(1) as três massas são idênticas e 
(2) m1 = 2m e m2 = m3 = m. 
Sejam (xCM1, yCM1) e (xCM2, yCM2) as coordenadas do centro
de massa desse sistema nas situações (1) e (2),
respectivamente, no referencial da figura. Sobre as
coordenadas do centro de massa, podemos então afirmar
que:
a) xCM1/xCM2 = 1 e yCM1/yCM2 = 3/4.
b) xCM1/xCM2 = 1 e yCM1/yCM2 = 4/3.
c) xCM1/xCM2 = 2 e yCM1/yCM2 = 4/3.
d) xCM1/xCM2 = 2 e yCM1/yCM2 = 1.
e) xCM1/xCM2 = 1 e yCM1/yCM2 = 5/3.
Dois blocos de massas iguais deslizam sobre uma
superfície horizontal de maneira que o atrito entre eles e
a superfície é desprezível. O movimento acontece na
presença do campo gravitacional terrestre. Os módulos
das velocidades iniciais dos blocos são tais que
v1 i=2v2 i . O bloco 2 carrega consigo uma mola
(ver figura abaixo) de constante elástica k cuja massa é
desprezível. 
Baseando-se nesse enunciado responda às questões 10 a
12.
Questão 10: No instante em que a compressão da mola é
máxima, podemos afirmar que
a) o momento linear total é idêntico ao da situação inicial
mas a energia cinética não.
b) o momento linear total é idêntico ao da situação inicial
e a energia cinética também.
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2a prova de F 128 – Noturno
c) o momento linear total não é idêntico ao da situação
inicial mas a energia mecânica sim.
d) o momento linear total não é idêntico ao da situação
inicial e a energia potencial elástica aumentou.
e) nenhuma das outras alternativas.
Questão 11: No referencial em que o centro de massa
está em repouso, é incorreto afirmar que:
a) a energia mecânica é menor que no referencial
original
b) os dois blocos estão em repouso no instante da
compressão máxima
c) a energia potencial é menor que no referencial original
d) o momento linear total é zero
e) o momento linear dos blocos tem o mesmo módulo
mas sentido contrário
Questão 12: A compressão máxima da mola vale
a) √m v1 i2 /2 k
b) √2m v1 i2 /k
c) √5mv1 i2 /k
d) √m v1 i2 /4 k
e) √5mv1 i2 /2k
Questão 13: Um disco de massa m colide com um bloco
de massa M na ausência de forças externas. Após a
colisão, o bloco adquire momento linear na direção x e a
componente y do momento linear do disco é conservada
(veja a figura abaixo). Admitindo que a colisão é
elástica, podemos afirmar que:
a) o ângulo de incidência  do disco é igual ao ângulo de
reflexão .
b) o ângulo de reflexão  não depende da relaçãodas
massas do disco e do bloco.
c) o ângulo de reflexão  é menor que o ângulo de
incidência .
d) o ângulo de reflexão  é maior que o ângulo de
incidência .
e) o ângulo de reflexão  é zero.
Questão 14: Considerando ainda a situação da questão
anterior, se M = 2m, a componente x da velocidade final
do disco pode ser escrita em termos da componente x da
sua velocidade inicial como:
a) −vix/3
b) −v ix/2
c) 2v ix
d) v ix
e) nenhuma das outras alternativas.
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QUESTÃO DISCURSIVA
Um caminhoneiro distraído dirige seu caminhão de M = 9000kg em uma rua e não vê um carro de
massa m = 1000kg à sua frente que está parado no semáforo. Ele acaba colidindo com a traseira do
carro. O caminhão e o carro ficam enroscados um no outro e deslizam juntos em linha reta por uma
distância de d = 10m antes de ambos pararem. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a
superfície da rua e os dois veículos é 0,72, encontre:
a) a velocidade do conjunto (caminhão + carro) imediatamente após a colisão.
b) a velocidade do caminhão antes da colisão.
Justifique todas as suas respostas explicitando seus passos de forma clara. 
(Folha extra – não destacar)