Teste de Conhecimento Física Teórica e Experimental I

Prévia do material em texto

Aluno: LEONARDO FELIPE BERNARD DE MATOS SANTOS
	Matr.: 202003022799
	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 + 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 + 0,4.t e S_y(t)=0,8.t
	
	
	S_x(t)=-1 + 40.t e S_y(t)=40.t
	
	
	S_x(t)=-1 + 4.t e S_y(t)=4.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?
 
	
	
	
	 (25/162).10^3 rad/s²
	
	
	(27/13).10^3 rad/s²
	
	
	(5/162).10^3 rad/s²
	
	
	25.10^3 rad/s²
	
	
	2.10^3 rad/s²
	
Explicação:
	
	
	LEIS DE NEWTON
	 
		
	
		3.
		Observe a figura:
A massa M é de 2kg e a massa m é de 1,3 kg. A aceleração gravitacional local é de 10 m/s² e o ângulo do plano inclinado é de 60°. Considerando que entre o bloco M e o plano inclinado há um coeficiente de atrito cinético de 0,02. 
De acordo com o esquema e co os dados fornecidos acima, o bloco de massa M está __________ com módulo de aceleração de ________.
Assinale a alternativa que completa adequadamente as lacunas.
	
	
	
	subindo / 2,5 m/s²
	
	
	subindo / 2,7 m/s²
	
	
	descendo / 2,5 m/s²
	
	
	subindo / 2,1 m/s²
	
	
	descendo / 2,1 m/s²
	
Explicação:
Primeiro vamos desenhar os vetores e estabelecer os sentidos positivos e negativos:
Para determinar para onde a força de atrito aponta, vamos comparar a força peso do corpo m com a força peso em x do corpo M. A força de atrito irá apontar no sentido oposto ao da força que for maior:
p = m.g =1,3 .10 = 13 N
P_x=m.g.sen(θ) = 2.10.sen(60)=17N
Assim, está garantido que a força de atrito aponta para o mesmo sentido que a força peso de m.
Agora, vamos analisar cada corpo separadamente:
Corpo m:
p - T=m.a   (I)
Corpo M:
Em x:
T + F_at - P_x = M.a
T + μ.N - P.senθ = M.a  (II)
Em y:
N - P_y=0
N = P.cosθ  (III)
Substituindo (III) em (II), temos:
T + μ.P.cosθ - P.senθ = M.a
T + m.g.(μ.cosθ - senθ) = M.a   (IV)
Fazendo um sistema com (I) e (IV), temos:
m.g - T = m.a
T + m.g.(μ.cosθ - senθ) = M.a
Somando:
g.(m + M.(cosθ - senθ)) = M.a
a = m.g / M + g.(μ.cosθ - senθ)
Substituindo os valores dados no enunciado temos:
a=-2,1 m/s²
Como o sentido de Px é negativo, a aceleração dar negativa, este resultado significa que o bloco de massa M está descendo e o bloco de massa m está subindo.
 
	
	
	LEIS DE NEWTON
	 
		
	
		4.
		Uma bala de canhão é atirada a um ângulo de 45° com velocidade inicial de 100 m/s. No ponto de máxima altura, o módulo de sua velocidade é de?
 
	
	
	
	15√2 m/s
	
	
	- 50√2 m/s
	
	
	50√2  m/s
	
	
	0 m/s
	
	
	25√2 m/s
	
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.
 
	
	
	
	 5,15m/s
	
	
	 4,90m/s
	
	
	7,89m/s
	
	
	 6,35m/s
 
	
	
	2,93m/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.
		Uma mola está disposta na horizontal, encostada em um anteparo à sua esquerda. Da direita para a esquerda, move-se uma bola com velocidade constante de 25m/s. Assinale a alternativa que representa a correta deformação da mola, no máximo de sua contração devido ao choque da bola com a mola, em metros. Considere g= 10m/s², m_bola=10g e K=35 N/m
 
	
	
	
	0,43
 
	
	
	 0,50
	
	
	0,40
	
	
	0,55
	
	
	0,46
	
Explicação:
Toda a energia cinética da bola se transformará em energia potencial. Assim, pelo princípio da conservação de energia, temos:
	
	
	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:
 
	
	
	
	0,5
	
	
	0,4
	
	
	0,2
	
	
	0,1
	
	
	0,3
	
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.
		Uma colisão apresenta coeficiente de restituição de 0,999. Sabe-se que dois corpos de massas m e 2.m se aproximam um do outro com velocidade 2.v e -v, respectivamente. Sabe-se que o corpo de massa 2.m se locomove com velocidade de 0,100.v após a colisão. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade do corpo de massa m.
 
	
	
	
	-2,987.v
	
	
	2,797.v
	
	
	 2,897.v
	
	
	 -2,897.v
	
	
	2,987.v
	
Explicação:
	
	
	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 queum corpo ou um sistema de corpos está em equilíbrio quando _____________________________.
Assinale a opção que completa corretamente a frase:
	
	
	
	... possui aceleração nula.
	
	
	... possui o vetor velocidade nulo.
	
	
	 ... está em um movimento progressivo.
	
	
	... está em um movimento retardado.
	
	
	... 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 situação é correto afirmar que:
 
	
	
	
	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.
	
	
	O corpo está em equilíbrio, pois está em um MCU.
	
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.