Simulado Trabalho, Potencia e Energia ; Impulso e Qte de Movimento

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SIMULADO ÍTALO FEITOSA 
 
01. Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do 
repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A 
está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola 
de constante elástica 150 N/m . São desprezível os efeitos do 
atrito e adota-se g= 10 m/s2. A máxima compressão da mola 
vale, em metros: 
a) 0,80 
b) 0,40 
c) 0,20 
d) 0,10 
e) 0,05 
 
02. Considere um sistema físico composto de uma única 
partícula de massa m, a qual é sujeita somente à influência de 
um campo gravitacional uniforme. Sobre esse sistema, é 
totalmente CORRETO afirmar que 
a) em duas posições distintas, nesse campo gravitacional, a 
energia mecânica do sistema se conserva. 
b) se, em duas posições distintas, nesse campo gravitacional, a 
partícula apresentar as mesmas velocidades, logo a variação da 
energia potencial não se conservou 
c) em duas posições distintas, nesse campo gravitacional, a 
energia mecânica do sistema se conserva somente para algumas 
dessas posições distintas. 
d) se, em duas posições distintas, nesse campo gravitacional, a 
partícula apresentou as mesmas velocidades, logo a energia 
mecânica não se conservou. 
e) em duas posições distintas nesse campo gravitacional, a 
energia mecânica do sistema não se conserva. 
 
03. Nada é mais empolgante que passar um final de semana com 
a família em um parque de diversões com muitos brinquedos 
radicais. No Beto Carrero World, por exemplo, temos a “Big 
Tower”, uma torre muito alta, onde se observa transformação de 
energia. 
 
Considerando o movimento de descida e o sistema 
conservativo, leia e analise as afirmações que seguem: 
I. A energia potencial gravitacional diminui e a energia cinética 
aumenta. 
II. A energia mecânica do sistema é sempre igual à energia 
potencial gravitacional. 
III. A velocidade permanece constante em todo movimento de 
descida. 
IV. A energia mecânica do sistema é sempre igual à soma da 
energia potencial gravitacional e da energia cinética. 
Assinale a alternativa CORRETA. 
a) Apenas II e III estão corretas. 
b) Apenas II e IV estão corretas. 
c) Apenas I e IV estão corretas. 
d) Apenas III e IV estão corretas. 
e) Apenas I e III estão corretas. 
04. Uma bomba é arremessada, seguindo uma trajetória 
parabólica, conforme representado na figura abaixo. Na posição 
mais alta da trajetória, a bomba explode. 
 
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do 
enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 
A explosão da bomba é um evento que …….. a energia cinética 
do sistema. A trajetória do centro de massa do sistema 
constituído pelos fragmentos da bomba segue ……… . 
a) não conversa – verticalmente para o solo 
b) não conversa – a trajetória do fragmento mais massivo que o 
da bomba. 
c) não conserva – a mesma parábola anterior à explosão. 
d) conversa – a mesma parábola anterior à explosão. 
e) conversa – verticalmente para o solo. 
 
05. Quando uma pessoa pula de um local alto e cai em pé, suas 
pernas sofrem um grande impacto ao tocar no solo. Para 
minimizar os efeitos do pulo em seu corpo, a pessoa pode 
flexionar as pernas no momento que toca o solo. Qual das 
alternativas abaixo explica o efeito benéfico desse 
procedimento? 
a) Ao flexionar as pernas, a pessoa transfere uma quantidade 
menor de movimento ao solo e assim sofre um esforço menor 
b) A flexão das pernas torna o choque do corpo com o solo 
perfeitamente elástico, conservando constante a energia cinética 
do sistema. 
c) A flexão das pernas aumenta o intervalo de tempo da colisão 
da pessoa com o solo, diminuindo a força média que o solo faz 
na pessoa. 
d) A terceira lei de Newton deixa de ser válida, pois a reação no 
corpo passa a ser menor que a ação no solo. 
e) A flexão das pernas, sendo feita de forma adequada, torna a 
desaceleração constante, suavizando a queda. 
 
06. A segunda lei de Newton pode ser usada para estimar as 
forças no corpo humano quando esse colide com alguma coisa. 
Uma pessoa, andando a 1,2m/s, colide com a cabeça contra uma 
barra de concreto. Considerando-se que a massa da cabeça é 
igual a 2,8kg e que para em 1,4ms, pode-se afirmar que a força, 
atuando sobre a cabeça, tem intensidade, em kN, igual a 
a) 2,4 
b) 2,3 
c) 2,2 
d) 2,1 
e) 2,0 
 
07. Qual das unidades abaixo pode ser associada a unidade kg · 
m² · s-2? 
a) Dina 
b) Erg 
c) Watts 
d) Pascal 
e) Atm 
 
 
 
08. O Beach Park, localizado em Fortaleza-CE, é o maior 
parque aquático da América Latina situado na beira do mar. 
 
Uma de suas principais atrações é um toboágua chamado 
“Insano”. Descendo esse toboágua, uma pessoa atinge sua parte 
mais baixa com velocidade de 28 m/s. Considerando a 
aceleração da gravidade g = 9,8 m/s² e desprezando os atritos, 
conclui-se que a altura do toboágua, em metros, é de: 
a) 40,0 
b) 38,0 
c) 36,8 
d) 32,4 
e) 28,0 
 
09. (ÍTALO FEITOSA 2019) Durante a aula de Física com 
Ítalo, um lápis de quadro atingiu acidentalmente a cabeça de um 
aluno, sentado e imóvel, dentro da sala de aula. O lápis, com 
massa de 400g e velocidade de 8m/s, bateu e voltou na mesma 
direção, porém com velocidade de 7m/s. Qual o impulso sofrido 
pelo lápis? 
a) 6,0 kg · m/s 
b) 0,4 kg · m/s 
c) 3,2 kg · m/s 
d) 2,8 kg · m/s 
e) 1,4 kg · m/s 
 
10. Duas molas ideais idênticas, de massas desprezíveis, estão 
disponíveis. O comprimento original, isto é, sem deformação, 
de cada uma, é 20 cm. Na situação A, uma delas está 
sustentando, em equilíbrio, um bloco de peso igual a 8,0 
newtons e o comprimento medido da mola é de 28 cm. Na 
situação B, as duas molas sustentam, juntas, o mesmo bloco, 
ainda em equilíbrio, como mostrado na figura. 
 
Qual a constante elástica da mola A e qual a energia potencial 
elástica total das duas molas, juntas, em B, quando comparada 
com a energia potencial da única mola em A? 
a) 50N/m ; reduzida à metade 
b) 100N/m ; dobrada 
c) 150N/m ; quadruplicada 
d) 200N/m ; reduzida a um quarto 
e) 250N/m ; inalterada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GABARITO COMENTADO DAS QUESTÕES 
 
Resposta da Questão 01: [B] 
Nessa questão fera, o que está acontecendo é que um bloco está 
caindo (energia potencial) em cima de uma mola que vai 
afundar (energia elástica). Como já aprendemos, o que irá 
ocorrer será a transformação da energia potencial em energia 
elástica. Para descobrirmos a máxima deformação da fórmula, 
basta igualarmos as fórmulas da energia potencial com a 
elástica. (Princípio da Conservação da Energia Mecânica) 
 
Resumindo: toda a energia potencial gravitacional é 
transformada em energia potencial elástica quando o bloco 
desce até a base e se encontra (comprimi) com a mola. Portanto 
a energia potencial gravitacional será igual a energia potencial 
elástica. 
 
𝐸𝑝 = 𝐸𝑒𝑙 
𝑚𝑔ℎ =
𝑘𝑥2
2
 
0,6 ∙ 10 ∙ 2 =
150𝑥2
2
 
12 = 75𝑥2 
12
75
= 𝑥2 
0,16 = 𝑥2 
0,4𝑚 = 𝑥 
 
Resposta da Questão 02: [A] 
Fala fera, essa é uma questão mais conceitual. Falando sobre a 
energia, devemos lembrar que, nada se perde, nada se cria, tudo 
se transforma. Partindo desse preceito, sabemos que a energia 
mecânica se conserva, desde que não hajam forças dissipativas. 
Como a questão falou que a partícula está sujeita somente à 
influência do campo gravitacional, já podemos concluir que não 
haverão outras forças, ou seja, não há forças dissipativas. Com 
isso, o sistema é conservativo e a energia mecânica se conserva 
em qualquer posição desse campo gravitacional. 
Resposta da Questão 03: [C] 
I – Correta, pois na descida, o brinquedo está perdendo altura 
(energia potencial gravitacional) e aumentando a sua velocidade 
(energia cinética). 
II – Incorreta, a energia mecânica é a soma de todas as energias, 
ou seja, energia potencial mais a energiacinética. 
III – Incorreta, a velocidade aumenta na descida do objeto, 
aumentando a sua energia cinética. 
IV – Correta, a energia mecânica é justamente a soma das 
energias cinética + potencial. 
 
Resposta da Questão 04: [C] 
Fala fera, o que ocorre nessa questão é o seguinte: para que a 
bomba estoure, é preciso que ocorra algumas reações químicas 
em si mesma(internas) a partir de uma quantidade de energia ( 
que pode ser, por exemplo, proveniente do Sol). Isso faz com 
que a energia mecânica não se conserve, pois haverá atuação de 
energias externas, aumentando a energia mecânica no sistema. 
Logo, a mesma não é conservada. Só que, em caso de colisões, 
explosões, a quantidade de movimento se conserva, pois são 
casos de conservação da quantidade de movimento. Isso faz 
com que o fragmento continue (ou pelo menos tente) seguir sua 
trajetória assim como estava antes da explosão. 
 
Resposta da Questão 05: [C] 
Fala fera, essa questão 05 é um excelente exemplo sobre a 
intensidade média da força sofrida por um corpo em uma 
colisão. Bem, vejamos a fórmula da força para facilitar o nosso 
aprendizado. 
𝐹 = 𝑚 ∙
∆𝑉
∆𝑡
 
O que podemos concluir de cara? Que o tempo é inversamente 
proporcional a força sofrida. Logo, quando flexionamos a perna 
na colisão, vamos aumentar o nosso tempo de colisão, 
diminuindo a intensidade média da força sofrida. 
 
Resposta da Questão 06: [A] 
Fala fera, essa é uma questão que aplicando na fórmula, sai o 
resultado. Bem, como ele pede intensidade média da força, 
vamos colocar na fórmula: 
𝐹 = 𝑚 ∙
∆𝑉
∆𝑡
 
Agora, substituindo: 
𝐹 = 2,8 ∙
1,2
1,4 𝑥 10−3
 
F = 2 · 1,2 · 10³ 
F = 2,4 · 10³ N ou 2,4 kN 
 
Resposta da Questão 07: [B] 
Fala fera, para essa questão, é ideal você lembrar do nosso Post-
It no primeiro dia de aula: 
 
Força -> kg · m · s-2 ; Unidades da Força: Newton ou Dina 
 
Trabalho/Energia -> kg · m · s-2 
Unidades do Trabalho/Energia: Joule ou Erg ou Caloria 
 
Pressão -> kg · m-1 · s-2 ; Unds Pressão: Pascal ou Atm ou mmHg 
 
Potência -> kg · m² · s-3; Unidade da Potência: Watts 
 
Impulso/Quantidade de Movimento -> kg · m · s-1 
 
Fluxo -> kg0 · m3 · s-1 
 
Resposta da Questão 08: [A] 
Toda a energia potencial gravitacional é transformada em 
energia cinética quando o bloco desce até a base e atinge sua 
velocidade máxima. Portanto a energia potencial gravitacional 
será igual a energia cinética. 
 
𝐸𝑝 = 𝐸𝑐 
𝑚𝑔ℎ =
𝑚𝑉2
2
 
 
 
𝑔ℎ =
𝑉2
2
 
9,8ℎ =
282
2
 
9,8ℎ = 392 
h = 40m 
 
Resposta da Questão 09: [A] 
Fala fera, para as questões que nos pedem Impulso, mas nos dão 
dados como massa e velocidade, devemos lembrar do Teorema 
do Impulso, no qual diz: 
I = ΔQm 
 
Agora, lembre da nossa dica em sala de aula, quando o objeto 
vai e volta, nós vamos somar as velocidades, pois: 
I = ΔQm 
I = m ·ΔV 
I = m · (Vf – (-Vi)) 
I = m · (Vf + Vi) 
 
OBS.: Isso ocorre, pois, como a bola vai e volta, o sinal de uma 
das velocidades precisa ser negativo. E, quando formos fazer a 
variação da velocidade, percebemos que fica – com – na 
equação. Aí, pelos princípios matemáticos, sabemos que – com 
– da +, tranquilo?! 
 
Resposta da Questão 10: [B] 
Fala fera, primeiramente vamos separar os dados da questão: 
Fp = 8N 
Δx = 8cm (28-20) 
Δx = 8 · 10-2 m 
Pronto, agora, como o bloco está em equilíbrio, é porque as 
forças que estão para baixo (peso) devem ser iguais as forças 
que estão para cima (força elástica). Logo, Fp = Fel. 
 
Agora, vamos lembrar da formula da força elástica: 
Fel = k x 
8 = k · 8 · 10-2 
k = 10² = 100N/m 
 
Só pelo que está acima, já podemos concluir a questão. 
Contudo, para ficar bem explicadinha, é importante salientar 
que quando tivermos duas molas atuando sobre o mesmo bloco, 
é como se as duas atuassem de forma separada, fazendo com 
que a energia elástica gasta seja o dobro. 
 
OBS.: Esse é o jeito mais rápido de explicar e isso vai acontecer 
em todas as questões do mesmo estilo, falando em duas molas 
iguais (desprezando qualquer coisa externa) atuando sobre um 
mesmo bloco. Caso queira entender a explicação mais correta, 
que envolve cálculos e aplicação da Lei de Hooke, chama no 
Whats.