Lista 4

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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