Teste de Conhecimento em Física Teórica

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Disc.: FÍSICA TEÓRICA E 
	2020.2 - F (G) / EX
		Prezado (a) Aluno(a),
Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha.
Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS.
	CINEMÁTICA DE GALILEU
	 
		
	
		1.
		Observe a figura. Ela mostra uma partícula se deslocando entre dois pontos em 10s. Assinale a opção que representa as equações horárias Sx(t) e Sy(t) da partícula, considerando que a sua velocidade de deslocamento é constante.
	
	
	
	S_x(t)=-1 + 40.t e S_y(t)=40.t
	
	
	S_x(t)=-1 + 0,4.t e S_y(t)=0,4.t
	
	
	S_x(t)=0,4.t e S_y(t)=-1 + 0,4.t
	
	
	S_x(t)=-1 + 4.t e S_y(t)=4.t
	
	
	S_x(t)=-1 + 0,4.t e S_y(t)=0,8.t
	
Explicação:
Temos agora uma partícula se movimentando em um plano xy, onde em x a partícula se move do ponto S_(0_x )=-1 ao ponto S_x=3m e em y a partícula se move do ponto S_(0_y )=0 ao ponto S_y=4. Então, para solucionar o problema, teremos que analisar primeiro o eixo x e, em seguida, o eixo y. Vamos lá:
Em X:
S_x (t)=S_(0_x ) + v_x.t
3=-1 + v_x.10
v_x=0,4 m/s
A função horária da partícula em relação ao eixo X é:
S_x (t)=-1 + 0,4.t
Em Y:
S_y (t)=S_(0_y ) + v_y. t
4=0 + v_y.10
v_y=0,4 m/s
Então, a função horária da partícula em relação ao eixo X é:
S_y (t)= 0,4.t
A figura abaixo ilustra a locomoção da partícula do seu ponto S0 ao seu ponto S. A seta preta representa a distância percorrida de um ponto a outro, enquanto as setas azuis representam o vetor velocidade, em que existe a velocidade em direção ao ponto, porém esta é decomposta em vetores paralelos aos eixos x e y, o que nos permitiu escrever as duas funções horárias.
 
Representação da movimentação bidimensional da partícula. Fonte: o autor.
	
	
	CINEMÁTICA DE GALILEU
	 
		
	
		2.
		A hélice de um ventilador tem 15cm de diâmetro. Quando esse ventilador é ligado, ele atinge a sua velocidade máxima de 50km/h em 1,2s. Qual a aceleração angular experimentada por um ponto que se localiza exatamente na borda de uma das pás da hélice do ventilador?
 
	
	
	
	(5/162).10^3 rad/s²
	
	
	2.10^3 rad/s²
	
	
	(27/13).10^3 rad/s²
	
	
	 (25/162).10^3 rad/s²
	
	
	25.10^3 rad/s²
	
Explicação:
	
	
	LEIS DE NEWTON
	 
		
	
		3.
		Um bloco desliza sem atrito em uma plataforma horizontal, a uma velocidade de 25 m/s, quando de repente passa por uma parte da plataforma que promove atrito entre a plataforma e o bloco, de 10 m de comprimento, e quando sua velocidade atinge 20 m/s, o bloco volta a deslizar sem atrito, e continua seu caminho à velocidade constante. Se o bloco possui massa de 1kg, qual o módulo da força de atrito atuante no bloco.
 
	
	
	
	-10,12 N
	
	
	- 13 N
	
	
	-9,75 N
	
	
	-6 N
	
	
	-11,25 N
	
Explicação:
	
	
	LEIS DE NEWTON
	 
		
	
		4.
		Observe a figura
Nesta figura vemos um bloco de massa M em um plano inclinado de ângulo θ, e um bloco de massa m suspenso por uma polia móvel. Considerando que não há atrito, qual deve ser o valor da massa M para manter o sistema em repouso?
	
	
	
	M = m / (2.cosθ)
	
	
	M = m / senθ
	
	
	M = (2.m) / senθ
	
	
	M = m / (2.senθ)
	
	
	 M = m / 2
	
Explicação:
	
	
	CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA E IMPULSO
	 
		
	
		5.
		Um chuveiro está posicionado a uma altura de 3 metros do chão. A pessoa que se banha neste chuveiro possui 1,83m de altura. Sabendo que a aceleração da gravidade local possui valor de 9,8m/s², assinale a opção que representa aproximadamente a velocidade com que uma gota d¿água de 0,5g atinge a cabeça do banhista. Considere que o sistema é 100% conservativo.
 
	
	
	
	 6,35m/s
 
	
	
	2,93m/s
	
	
	7,89m/s
	
	
	 5,15m/s
	
	
	 4,90m/s
	
Explicação:
Para realizar os cálculos, tomaremos como ponto de referência o topo da cabeça do banhista, assim, a altura da queda da gota do chuveiro até o topo da cabeça vale:
H = 3,00 - 1,83 = 1,17 m
Então, no chuveiro, a energia mecânica é igual à energia potencial, logo:
E0 = m.g.H = 0,0005.9,8.1,17 = 0,006J
No momento que a gota atinge o topo da cabeça, temos que a energia é convertida completamente em energia cinética, assim:
E = (m.v^2) / 2 = (0,0005.v²) / 2
Pelo princípio da conservação de energia, temos:
(0,0005.v^2) / 2 = 0,006
v=4,90 m/s
	
	
	CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA E IMPULSO
	 
		
	
		6.
		Um bloco de 40kg está descendo um plano inclinado de 30°. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é de 0,6, e a gravidade local é de 10m/s². Assinale a opção que representa a perda percentual de energia mecânica, de quando o bloco atinge a parte mais baixa do plano inclinado, sabendo que o plano pode ser tratado como um triângulo pitagórico 3,4 e 5, em metros.
 
	
	
	
	 50%
	
	
	10%
	
	
	40%
	
	
	20%
	
	
	30%
	
Explicação:
	
	
	PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR
	 
		
	
		7.
		Uma bola de 4 kg está girando sobre um gramado com velocidade de 1 m/s. À sua frente tem uma bola de 6kg que se locomove com velocidade de 0,5 m/s. A primeira bola de 4 kg colide com a bola de 6kg, e após a colisão, a bola de 4 kg se locomove com velocidade de 0,4 m/s e a de 5 kg, com velocidade de 0,6 m/s. O coeficiente de restituição dessa colisão é:
 
	
	
	
	0,3
	
	
	0,2
	
	
	0,4
	
	
	0,5
	
	
	0,1
	
Explicação:
O coeficiente de restituição é definido como sendo a razão entre a velocidade relativa de afastamento e a velocidade relativa de aproximação: 
vaproximação = 1 m/s - 0,5 m/s = 0,5 m/s
vafastamento = 0,6 m/s - 0,4 m/s = 0,2 m/s
Dessa forma o coeficiente de restituição é: 
e = (0,2 m/s) / (0,5 m/s) = 0,4 
	
	
	PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR
	 
		
	
		8.
		Dois corpos, de massas m e 10 m estão se aproximando com velocidade relativa de 12 m/s. O corpo m se move da esquerda para a direita, em o corpo 10m se move da direita para a esquerda. Ao colidirem, esses corpos se unem, e passam a se mover juntos da esquerda para a direita. Desta maneira, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do coeficiente de restituição da colisão, sabendo que estes corpos se locomovem com velocidade de -10 m/s:
 
	
	
	
	0,89
	
	
	0,11
	
	
	1
	
	
	0,23
	
	
	0
	
Explicação:
Como os corpos se unem, existe uma colisão completamente inelástica ou plástica, o que caracteriza uma velocidade de afastamento nula, logo o coeficiente de restituição é 0.
 
	
	
	EQUILÍBRIO DE UM PONTO MATERIAL
	 
		
	
		9.
		O estudo de equilíbrio de corpos é de essencial importância para compreender um sistema físico, seja ele natural ou não. Através dele podemos entender os movimentos associados e definir posições. Existem dois tipos de equilíbrio, o estático, onde a velocidade do sistema é nula, e o dinâmico, onde ele se locomove com velocidade constante. Diante do apresentado, podemos concluir que um corpo ou um sistema de corpos está em equilíbrio quando _____________________________.
Assinale a opção que completa corretamente a frase:
	
	
	
	... está em um movimento retardado.
	
	
	 ... está em um movimento progressivo.
	
	
	... possui aceleração nula.
	
	
	... possui o vetor velocidade nulo.
	
	
	... está em um movimento circular.
	
Explicação:
Um corpo ou um sistema de corpos está em equilíbrio quando a força resultante atuante nele é nula, ou seja: F_R=0. Isso só é possível em duas condições: 1- quando a massa é nula, ou quando a aceleração é nula. E como estamos falando de um corpo ou sistema de corpos, não há como a massa ser nula.
 
	
	
	EQUILÍBRIO DE UM PONTO MATERIAL
	 
		
	
		10.
		Um corpo rígido e delgado se locomove em um movimento retilíneo uniforme, também gira em torno do seu ponto de centro de massa com um movimento circular uniforme. Diante desta situaçãoé correto afirmar que:
 
	
	
	
	O corpo está em equilíbrio, pois está em um MCU.
	
	
	O corpo na está em equilíbrio, pois está em MRU.
	
	
	O corpo está em equilíbrio, pois está simultaneamente em MRU e MCU.
	
	
	O corpo não está em equilíbrio, pois está em MCU.
	
	
	O corpo está em equilíbrio, pois está em um MRU.
	
Explicação:
Está em movimento circular, mesmo com velocidade angular constante, faz corpo apresentar força centrípeta, logo, existe uma aceleração neste corpo, e por definição ele não se encontra em equilíbrio.