P2D-gabarito-divulgado

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Prova 2 – F128 – Diurno 
1o Semestre de 2019 
 
Nome:__________________________________ R.A:__________ 
 
Assinatura:_____________________________ Turma:_________ 
 
 
Esta prova consiste de 12 (doze) questões de múltipla escolha e 1 (uma) questão 
discursiva. A última folha da prova contém algumas fórmulas que podem ser necessárias 
para a resolução dos exercícios. Preencha as suas respostas dos testes na tabela abaixo, 
assinalando com um X apenas uma resposta para cada questão. 
 
Atenção: Não é permitido o uso de calculadoras, celulares ou quaisquer outros 
dispositivos eletrônicos. Não é permitido destacar as folhas desta prova. 
 
 a b c d e 
Questão 2 
Questão 3 
Questão 4 
Questão 5 
Questão 6 
Questão 7 
Questão 8 
Questão 9 
Questão 10 
Questão 11 
Questão 12 
Questão 13 
 
 
Q1 
Testes 
Total 
 
Nome:__________________________________ R.A:__________ 
 
Assinatura:_____________________________ Turma:_________ 
 
Questão discursiva. Uma bola de aço de massa m é 
amarrada a uma corda ideal de comprimento L e é 
largada quando a corda está na horizontal. Na parte 
mais baixa da trajetória, a bola atinge um bloco de 
massa 2m, inicialmente em repouso sobre uma 
superfície horizontal com atrito. Supondo que a colisão 
da bola de aço e do bloco é elástica, determine: 
(a) A velocidade da bola de aço logo após a colisão. 
(b) A altura que a bola de aço alcançará após a colisão. 
(c) A velocidade do bloco logo após a colisão. 
(d) A distância viajada pelo bloco após a colisão. Escreva esta distância apenas em termos da 
massa m, do comprimento L, da aceleração da gravidade g e do coeficiente de atrito cinético 
𝜇". 
(e) Suponha agora que a colisão é totalmente inelástica e no momento da colisão a corda se 
rompe. O conjunto bloco+esfera viaja mais ou menos do que o bloco sozinho no item 
anterior? Qual é a distância viajada pelo conjunto bloco+esfera antes deste chegar ao 
repouso? 
(gabarito na próxima página) 
 
 
 
 
 
1. Um bloco A de massa 50 kg repousa sobre 
uma mesa horizontal. O coeficiente de atrito 
estático entre o bloco A e a mesa é 0,40. 
Uma corda de massa desprezível é amarrada 
a A e passa por uma polia ("pulley") de 
massa desprezível e sem atrito, como 
mostrado. O valor da massa de um bloco B, 
a ser amarrado à outra extremidade da corda, que porá o corpo A no limiar do 
deslizamento é (g = 10 m/s2): 
a. 40kg 
b. 20kg 
c. 30kg 
d. 50kg 
e. 70kg 
 
2. Um bloco de 600 kg é puxado por um lago congelado através de uma corda 
horizontal. O coeficiente de atrito cinético é 0,05. Qual é o trabalho realizado 
pela corda sobre o bloco se este é puxado por 1000 m e o módulo de sua 
velocidade aumenta a uma taxa constante de 0,20 m/s2 (g = 10 m/s2)? 
a. 4,2 ´ 105 J 
b. 1,8 ´ 105 J 
c. 1,2 ´ 106 J 
d. –1,2 ´ 106 J 
e. 3,0 ´ 105 J 
 
3. Uma partícula de 1,0 kg move-se ao longo do eixo x sob a influência de uma 
força conservativa. Sua energia potencial é dada pela expressão U(x) = 
(6,0J/m2)x2 + (2,0J/m4)x4, onde x é a coordenada da partícula. Se a velocidade 
escalar da partícula é 3,0 m/s quando ela está em x = 1,0 m, sua velocidade 
escalar na origem é: 
a. 5m/s 
b. 4m/s 
c. 11m/s 
d. 8m/s 
e. 2m/s 
 
 
 
 
 
 
4. O recorde de altura em queda livre no paraquedismo foi obtido pulando do 
espaço, quando praticamente não havia atmosfera. Considerando que a 
densidade do ar aumenta à medida que aproxima-se da superfície da Terra, é 
correto afirmar que: 
a. a velocidade limite é a mesma em todo o trajeto, e a velocidade do 
paraquedista aumenta até atingir a velocidade limite. 
b. a velocidade limite aumenta durante o trajeto, e a velocidade do 
paraquedista também aumenta, porém sem atingir a velocidade limite. 
c. a velocidade limite diminui durante o trajeto, e a velocidade do 
paraquedista sempre tende a se aproximar da velocidade limite. 
d. a velocidade limite diminui durante o trajeto, porém a velocidade do 
paraquedista sempre aumenta até atingir um valor constante. 
e. o paraquedista cai com aceleração constante. 
 
 
5. Um bloco de massa m está parado em um plano inclinado devido à força de 
atrito com a superfície do plano. O plano inclinado forma um ângulo 𝜃 com a 
horizontal, e o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano vale 𝜇. A 
força de atrito vale: 
a. 𝜇𝑁 
b. 𝜇𝑚𝑔 
c. 𝑚𝑔 cos 𝜃 
d. 𝒎𝒈𝐬𝐢𝐧𝜽 
e. 𝑚𝑔 
 
6. Um objeto move-se em um círculo com velocidade constante. O trabalho feito 
pela força centrípeta é zero porque: 
a. O deslocamento para cada revolução é zero. 
b. A força média de cada revolução é zero. 
c. Não há nenhum atrito. 
d. O módulo da aceleração é zero. 
e. A força centrípeta é perpendicular à velocidade. 
 
7. Uma escada rolante é usada para 
mover 20 pessoas (60 kg cada) por 
minuto, do primeiro para o segundo 
piso de uma loja de departamentos. A 
diferença de altura entre os pisos é de 
5 m. A potência necessária é 
aproximadamente: 
a. 100 W 
b. 200 W 
c. 1000 W 
d. 2000 W 
e. 60000 W 
8. Uma alimentação normal fornece em torno de 2.500 kcal por dia. (1cal = 4,2 J). 
De que altura é a escada que uma pessoa de 70 kg deve subir para que uma 
diferença equivalente de energia potencial seja obtida? 
a. 2,5km 
b. 1,5km 
c. 15km 
d. 800m 
e. 1,2km 
 
9. O gráfico mostra a energia potencial 
em função da distância de um 
objeto em movimento ao longo do 
eixo x. Em qual dos pontos 
marcados a força que age sobre o 
objeto tem a maior magnitude? 
a. A 
b. B 
c. C 
d. D 
e. E 
 
10. Na figura abaixo, o bloco A tem massa mA = 25 kg e o bloco B tem massa mB = 
10 kg. Ambos movem-se com uma 
aceleração a = 2,0 m/s² para a 
direita e o coeficiente de atrito 
estático entre os dois blocos é μS = 
0,40. A força de atrito estático entre 
os dois blocos é: 
a. 40N 
b. 16N 
c. 100N 
d. 140N 
e. 20N 
 
11. Uma gota de chuva atinge a velocidade terminal quando: 
a. a força resultante sobre a gota é nula 
b. a força gravitacional é maior que a força de arraste 
c. a força gravitacional é menor que a força de arraste 
d. a força de arraste está diminuindo 
e. a força de arraste deixa de existir 
 
12. A figura mostra a função energia potencial U(x) de uma partícula. Qual é o 
maior valor possível da energia mecânica Emec para o qual a partícula fica 
aprisionada no poço de 
potencial da direita? 
a. 1 J 
b. 3 J 
c. 5 J 
d. 6 J 
e. 7 J 
 
 
 
Folha de Rascunho (não destacar) 
 
 
 
Algumas fórmulas que podem ser úteis: 
(note que cabe a você identificar qual destas é relevante e como utilizá-la) 
 
P =
dW
dt
= ~F · ~v
FD =
1
2
⇢ACv
2
FD = 6⇡⌘rv
Wnão-cons = �Emec = �K +�U
K =
1
2
mv
2 =
p
2
2m
U = �GMm
R
, U = mgH
~p = m~v ~ptotalincial = p
total
final
ax
2 + bx+ c = 0 ! x1/2 =
�b±
p
b2 � 4ac
2a
1