2015 2sem P2Diurno

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2a prova de F 128 – Diurno
19/05/2014
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. Durante a Guerra do Golfo, o Iraque foi acusado de 
estar desenvolvendo uma “super arma” que consistia 
basicamente de um canhão composto, entre outras, de um 
cano de 70 metros de comprimento, a partir do qual seria 
possível lançar grandes explosivos a distâncias de várias 
centenas de milhas. Recorde-se que na Primeira Guerra 
Mundial, a Alemanha também utilizou um canhão de 
cano longo, conhecido como “Grande Bertha”, que era 
capaz de lançar explosivos a uma distância de 30 milhas. 
Qual é a razão para se utilizar canos longos nestes 
canhões? 
a) Para permitir que a força de expansão dos gases, 
proveniente da explosão da pólvora dentro do canhão, 
possa agir por um tempo maior. 
b) Para reduzir a força exercida sobre o projétil devido à 
expansão dos gases proveniente da explosão da pólvora 
dentro do canhão. 
c) Para se obter uma melhor relação entre a energia 
cinética e a energia potencial. 
d) Para aumentar a força exercida sobre o projétil devido 
à expansão dos gases proveniente da explosão da pólvora 
dentro do canhão. 
e) Para reduzir perdas devido ao atrito.
2. Na figura abaixo, várias massas (em quilogramas) es-
tão localizadas nas posições mostradas no gráfico. O 
centro de massa deste sistema é:
a) xCM=5/4 m, yCM=1/2m
b) xCM=3/4m, yCM=5/8m
c) xCM=1/2m, yCM=1/4m
d) xCM=1m, yCM=1/2m
e) xCM=5/8m, yCM=3/4m
3. Uma bola é solta de uma certa altura e está sujeita a 
força de arrasto devido à resistência do ar, além da força 
peso. Qual dos seguintes gráficos melhor representa a 
velocidade da bola em função do tempo, durante o seu 
vôo e portanto antes de encostar no chão? 
4. Uma caixa se encontra em um plano inclinado sem 
deslizar. A medida que o ângulo do plano (medido a partir 
da horizontal) aumenta, e considerando que a caixa segue 
sem deslizar, a força de atrito:
a) aumenta linearmente com o ângulo.
b) diminui linearmente com o ângulo.
c) não muda.
d) diminui não linearmente com o ângulo.
e) aumenta não linearmente com o ângulo.
5. Um carro viaja a 20 m/s descrevendo uma curva de 80 
m de raio, com os pneus na iminência de escorregar. Qual 
é a máxima velocidade possível deste carro para que faça 
uma curva de raio 320 m sem sair da pista? (Suponha que 
o mesmo coeficiente de atrito entre os pneus do carro e a 
superfície da estrada)
a) 20 m/s
b) 40 m/s
c) 80 m/s
d) 160 m/s
e) nenhuma das alternativas anteriores
2a prova de F 128 – Diurno
6. Um avião está viajando a 200 m/s e percorre um arco 
de uma circunferência vertical de raio R, como mostrado 
na figura. Na parte superior do seu caminho, os 
passageiros experimentam a sensação de “ausência de 
peso". Qual é o valor de R?
a) 200 m
b) 1000 m
c) 2000 m
d) 4000 m
e) 40000 m
7. Um elevador de massa 1000 kg está descendo de modo 
uniformemente desacelerado até parar numa distância de 
8 m a partir do início do movimento, como detalhado na 
Figura abaixo. A tensão no cabo que sustenta o elevador é 
constante igual a 11.000 N.
 A velocidade do elevador no início da descida de 8 m é:
a) 4 m/s 
b) 10 m/s 
c) 13 m/s
d) 16 m/s 
e) 21 m/s
8. Uma bola de 60,0 kg de argila é lançada verticalmente 
no ar com uma velocidade inicial de 4,60 m/s. Ignorando 
a resistência do ar, qual é, aproximadamente, a mudança 
na sua energia potencial quando atinge seu ponto mais 
alto?
a) 0 J 
b) 45 J 
c) 280 J 
d) 635 J 
e) 2700
9. Uma partícula está sob a influência de um potencial 
unidimensional mostrado na figura. A afirmação 
incorreta que corresponde a partícula com energia 
mecânica E mostrada na figura é:
a) posição xa é um ponto de retorno;
b) a energia cinética em xb é maxima;
c) a energia cinética em xc é nula;
d) a força na posição xb, originada deste potencial, é nula;
e) ela pode movimentar-se entre xa e xd.
10. Duas pessoas de mesma massa, chamados João e 
Lúcio, correm até o topo de uma montanha. João faz a 
corrida em 40 minutos enquanto Lúcio a faz em 20 
minutos. Podemos dizer sobre o trabalho realizado e a 
potência desenvolvidas pelas pessoas:
a) João realiza o mesmo trabalho que Lúcio e desenvolve 
o dobro de potência que Lúcio;
b) João realiza o mesmo trabalho que Lúcio e desenvolve 
a metade da potência que Lúcio;
c) João realiza a metade do trabalho de Lúcio e 
desenvolve a mesma potência que Lúcio;
d) João realiza o dobro do trabalho que Lúcio e 
desenvolve a metade de potência que Lúcio;
e) João realiza o mesmo trabalho de Lúcio e desenvolve a 
mesma potência que Lúcio.
2a prova de F 128 – Diurno
11. Os gráficos abaixo estão todos desenhados na mesma 
escala, e representam a força resultante F como uma 
função do deslocamento x para um objeto que se move ao 
longo de uma linha reta. Qual destes gráficos representam 
a força que irá causar a maior variação de energia cinética 
do objeto entre x=0 até x=x1 ? 
12. Um pêndulo de prumo de massa m cujo fio tem 
comprimento L é puxado para o lado até que o cabo faça 
um ângulo θ com a vertical, como mostrado na figura. A 
variação na energia potencial do pêndulo durante este 
deslocamento é:
a) mgL(1-cosθ )
b) mgL(1-senθ ) 
c) mgL senθ 
d) mgL cosθ 
e) 2mgL(1-senθ )
13. Uma força variável tem a seguinte formula analítica 
F = bx2. Qual é o trabalho feito por esta força quando ela 
atua sobre uma distância que vai de x = 0 até x = h? 
Considere que b é uma constante e tem unidades de N/m2. 
a) bh
b) bh3/3 
c) 0
d) bh2
e) bh/2
14. A função da energia potencial para uma partícula que 
movendo-se em uma dimensão é
 
onde a = 2,20 nm e k é uma constante. Para qual valor de 
x existe um ponto de equilíbrio estável?
a) 3,56 nm
b) 2,20 nm
c) 1,92 nm
d) 3,13 nm
e) 3,11 nm
2a prova de F 128 – Diurno
Questão discursiva (3 pontos): 
A energia potencial de um corpo de 4 kg é dada por U(x)=3x2-x3 para x ≤ 3 m, com U 
em joules e x em metros.
a) Quais as posições de equilíbrio do corpo?
b) Faça um gráfico de U contra x.
c) Discuta a estabilidade do equilíbrio nos pontos determinados em a).
d) Se a energia total da partícula é de 12 J qual a sua velocidade em x=2m?
a) 
b) alguns pontos
x muito grande: U ~ - x3
→ U(x)>0 para x<0
→ U(x)<0 para x>0
U(x=0) = 0 J (mínimo)
U(x=2) = 4 J (máximo)
c) Como x=0 m determina um mínimo, o equilíbrio é estável. Como x=2m determina 
um máximo, o equilíbrio é instável.
d)
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