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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TÉCNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA – UnED PETRÓPOLIS NIVELAMENTO EM MECÂNICA CLÁSSICA LICENCIATURA EM FÍSICA PROFESSOR: ROGÉRIO WANIS JUN/2013 LISTA 04 1) Uma lancha, movendo-se contra a correnteza, vai de A até B em 20 min e retorna em apenas 5,0 min. Qual a distância AB, se a corrente tem velocidade de 5 km/h em relação às margens? (suponha que tanto na ida quanto na volta o motor tenha desenvolvido a mesma velocidade) a) 1,1 km b) 2,2 km c) 3,3 km d) 4,4 km e) 5,5 km 2) A Lua gira em torno da Terra. Considere este movimento de rotação circular uniforme, ou seja, a velocidade da Lua é constante e a trajetória do movimento é uma circunferência. Se o raio desta circunferência vale R, e o tempo que a Lua demora para dar uma volta completa em torno da Terra é T, qual a alternativa correta quando falamos do vetor velocidade da Lua em torno da Terra. a) v = 2 RT, com direção radial e sentido apontando para fora da circunferência. b) v = 2R/T, com direção tangencial e sentido igual ao do movimento. c) v = 2 R/T, com direção tangencial e sentido contrário ao do movimento. d) v = 2 R/T, com direção radial e sentido apontando para dentro da circunferência. e) v = 2 R/T, com direção tangencial e sentido igual ao do movimento. 3) Subindo um rio, a velocidade de um barco é 6,0 m/s. Descendo, é de 10 m/s. Qual a velocidade da correnteza? a) 1,0 m/s b) 1,5 m/s c) 2,0 m/s d) 2,5 m/s e) 8,0 m/s 4) Um avião em voo horizontal voa a favor do vento com velocidade de 180 km/h em relação ao solo. Na volta, ao voar contra o vento, o avião voa com velocidade de 150 km/h em relação ao solo. Sabendo-se que o vento e o módulo da velocidade do avião (em relação ao ar) permanecem constantes, o módulo da velocidade do avião e do vento durante o voo, respectivamente, são: a) 165 km/h e 15 km/h b) 160 km/h e 20 km/h c) 155 km/h e 25 km/h d) 150 km/h e 30 km/h e) 145 km/h e 35 km/h 5) Um objeto percorre uma circunferência em movimento circular uniforme. A força resultante sobre esse objeto: a) é nula, porque não há aceleração. b) é dirigida para o centro. c) é tangente à velocidade do objeto. d) tem sentido contrário ao da velocidade. e) é dirigida para fora da circunferência. 6) Para um bom desempenho em corridas automobilísticas, esporte que consagrou Ayrton Senna como um de seus maiores praticantes, é fundamental que o piloto faça o aquecimento dos pneus nas primeiras voltas. Suponha que esse aquecimento seja feito no trecho de pista exibido na figura a seguir, com o velocímetro marcando sempre o mesmo valor. Assinale a opção que identifica corretamente como os módulos das acelerações do carro nos pontos A, B e C assinalados na figura estão relacionados. a) aA = aC > aB 0 b) aA = aB = aC = 0 c) aC > aA > aB = 0 d) aA > aC > aB = 0 e) aA = aB = aC 0 7) A trajetória de uma partícula, representada na figura, é um arco de circunferência de raio r = 2,0 m, percorrido com velocidade de módulo constante, v = 3,0 m/s. O módulo da aceleração vetorial dessa partícula nesse trecho, em m/s 2 , é: a) zero. d) 4,5. b) 1,5. e) impossível de ser calculado. c) 3,0. 8) Um observador, num referencial inercial, observa o corpo I descrevendo uma trajetória circular com velocidade de módulo v constante, o corpo II descrevendo uma trajetória retilínea sobre um plano horizontal com aceleração a constante e o corpo III descrevendo uma trajetória retilínea com velocidade v constante, descendo um plano inclinado. Nestas condições, podemos afirmar que o módulo da resultante das forças atuando em cada corpo é diferente de zero: a) no corpo I, somente. b) no corpo II, somente. c) no corpo III, somente. d) nos corpos I e II, somente. e) nos corpos I e III, somente. 9) Ao atravessar um rio, um barco pode se direcionar perpendicularmente às margens e aproveitar integralmente a potência do motor para que possa fazer a travessia no menor tempo possível; por outro lado, sofrerá um deslocamento rio abaixo por causa da correnteza. Para evitar que isso aconteça, o barco deve ser posicionado de tal forma que sua inclinação em relação às margens compense a correnteza: gasta-se mais tempo. Um barco sai de um ponto P para atravessar um rio de 4,0 km de largura. A velocidade da correnteza, em relação às margens do rio, é de 6,0 km/h. A travessia é feita segundo a menor distância PQ, como mostra o esquema representado a seguir, e dura 30 minutos. Calcule a velocidade do barco em relação à correnteza, em km/h. 10) Em certas corridas de automóveis, a inclinação nas curvas permite que sejam atingidas velocidades mais altas do que normalmente ocorreria numa pista plana. É desejável que a curva seja feita de tal maneira que o veículo não tenda nem a subir e nem descer. Um circuito de Fórmula Mundial circular, com 320 m de raio, tem como velocidade de segurança 40 m/s. Calcule a tangente do ângulo de inclinação da pista. Observação: velocidade de segurança é a velocidade com a qual o carro pode trafegar sem que nenhuma força de atrito lateral seja exercida em suas rodas. Considere g = 10 m/s 2 . 11) Na situação em que um carrinho de montanha russa faz uma curva como a da figura, sua máxima velocidade possível é aquela em que o carrinho fica na iminência de perder o contato com os trilhos, ou seja, a força normal é praticamente nula e a resultante centrípeta se iguala ao peso. A figura representa em plano vertical um trecho dos trilhos da montanha russa na qual um carrinho está quase realizando uma curva. Despreze atritos, considere a massa total dos ocupantes e do carrinho igual a 500 kg e a máxima velocidade com que o carrinho consegue realizar a curva sem perder contato com os trilhos igual a 36 km/h. Calcule o raio da curva, considerada circular, em metros. 12) Quando um carro se desloca numa estrada horizontal, seu peso P é anulado pela reação normal N exercida pela estrada. Quando esse carro passa no alto de uma lombada, sem perder o contato com a pista, seu peso será representado por P' e a reação normal da pista sobre ele por N'. Com relação aos módulos dessas forças, pode-se afirmar que: a) P' < P e N' = N b) P' < P e N' > N c) P' = P e N' < N d) P' = P e N' > N e) P' > P e N' < N 13) Considere uma montanha russa em forma de looping e P o ponto mais alto. Um carrinho passa pelo ponto P e não cai. Pode-se afirmar que no ponto P: a) a força centrífuga que atua no carrinho o empurra sempre para frente. b) a força centrípeta que atua no carrinho equilibra o seu peso. c) a força centrípeta que atua no carrinho mantém sua trajetória circular. d) a soma das forças que o trilho faz sobre o carrinho equilibra seu peso. e) o peso do carrinho é nulo nesse ponto. 14) Uma esfera de 2,0 kg de massa oscila num plano vertical, suspensa por um fio leve e inextensível de 1,0 m de comprimento. Ao passar pela parte mais baixa da trajetória, sua velocidade é de 2,0 m/s. Sendo g = 10 m/s 2 , a tração no fio quando a esfera passa pela posição inferior é, em newtons: a) 2 b) 8 c) 12 d) 20 e) 28 15) Uma pedra de peso P gira em um plano vertical presa à extremidade de um barbante de tal maneira que este é mantido sempre esticado. Sendo Fc a resultante centrípeta na pedra e T, a tração exercida sobre ela pelo barbante e considerando desprezível o atrito com o ar, seria adequado afirmar que, no ponto mais alto da trajetória, atua(m) na pedra: a) as três forças P, T e Fc. b) apenas a força P. c) apenas as duas forças Fc e P. d) apenas as duas forças Fc e T. e) apenas as duas forças P e T. 16) Durante a exibição aérea da esquadrilha da fumaça, no dia 7 de setembro, um dos aviões realizou um looping de raio 30 m. No ponto mais alto da trajetória, o avião alcançou a velocidadede 20 m/s. Nesse ponto, o piloto, de massa 60 kg, exerceu sobre o assento uma força de intensidade igual a: (Dado: g = 10 m/s 2 ) a) 600 N b) 400 N c) 300 N d) 200 N e) 100 N 17) Singapore Flyer é uma roda-gigante de observação localizada em Singapura Atingindo 42 andares de altura, a Flyer compreende a um círculo de 150 metros de diâmetro. Ela é 5 metros mais alta que a The Star of Nanchang e 30 metros a mais que a London Eye. Cada uma das 28 cápsulas com ar-condicionado é capaz de transportar 28 passageiros cada, e uma rotação completa da roda demora aproximadamente 30 minutos. Sabe-se que a grande roda gigante Singapore Flyer tem movimento circular e uniforme com velocidade de 36 km/h e uma pessoa com 75 kg de massa, sentada em uma poltrona passa pelo ponto mais alto e pelo ponto mais baixo como mostra as figuras 1 e 2. Analise as afirmações a seguir: I - a força centrípeta é a força resultante nos pontos mostrados nas figuras 1 e 2. II - a força que a pessoa troca com a poltrona no ponto mais alto como mostra a figura 1, vale 100 N. III - a força que a pessoa troca com a poltrona no ponto mais baixo como mostra a figura 2, vale 850 N. Está correto apenas o que se afirma em: a) I b) I e II c) II e III d) III e) I e III 18) Um motociclista descreve uma circunferência num “globo da morte" de raio 4 m, em movimento circular uniforme, no sentido indicado pela seta curva, na figura abaixo. A massa total (motorista + moto) é de 150 kg. Considere g = 10 m/s 2 e julgue as afirmações a seguir. I. Se a velocidade do motociclista no ponto mais alto (A) da circunferência for 12 m/s, a força exercida sobre o globo nesse ponto será 3900 N. II. Se a velocidade do motociclista No ponto mais baixo (C) da circunferência for 20 m/s, a força exercida sobre o globo nesse ponto será 5000 N III. ) menor valor da velocidade da moto para que ela passe pela parte superior do globo sem cair é de 72 km/h. Está correto apenas o que se afirma em: a) I b) I e III c) II e III d) III e) II GABARITO: 1) a 2) e 3) c 4) a 5) b 6) d 7) d 8) d 9) 10 km/h 10) tg = 0,5 11) 10 m 12) c 13) c 14) e 15) e 16) d 17) e 18) a
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