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Um astronauta de massa 90 kg está Um móvel se locomove em função do tempo de tal forma que a sua função horária é dada por: S(t)=-14 +13t2 -t4.cos(t). Qual a sua velocidade no instante t=0? Considere as unidades no SI. 1 √3 / 2 -14 zero √2 / 2 Explicação: CINEMÁTICA DE GALILEU 2. Um motorista dirige seu automóvel em uma pista reta a uma velocidade de 108km/h, quando avista um sinal amarelo situado a 100m à sua frente. O motorista sabe que do sinal amarelo para o sinal vermelho há um intervalo de tempo de 3s. Qual deve ser a aceleração imposta ao carro para que ele consiga pará-lo no exato momento em que o sinal fica vermelho? -10m/s² -45m/s² -1,0m/s² -4,5m/s² -5m/s² Explicação: Primeiramente, devemos passar a velocidade de km/h para m/s, dividindo 108 por 3,6 e obtendo: 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 / 2,1 m/s² descendo / 2,1 m/s² subindo / 2,7 m/s² descendo / 2,5 m/s² subindo / 2,5 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? 25√2 m/s 50√2 m/s 15√2 m/s 0 m/s - 50√2 m/s Explicação: CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA E IMPULSO 5. Considere um carro se locomovendo à velocidade constante de 108km/h, em um plano horizontal, quando, de repente, começa a subir uma rampa. No início da rampa, o condutor desliga o motor e o deixa subir por inércia. Considerando que toda a energia cinética se converte em energia potencial, e que a gravidade local é de 10m/s², assinale a opção que representa a altura máxima que o carro consegue atingir: 45m 30m 50m 55m 65m Explicação: Antes de solucionar o problema, é necessário converter a velocidade de km/h para m/s, assim: v=108km/h=30m/s A energia mecânica inicial é a energia cinética, assim: E0=(m.v^2) / 2 = 450.m Na altura máxima, temos somente a energia potencial, assim: E = m.g.h = 10.m.h Pelo princípio da conservação de energia: 450.m = 10.m.h h=45 m 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 0,46 0,50 0,43 0,40 0,55 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. Um móvel se move a uma velocidade de 108 km/h. A essa velocidade, ele possui um momento linear de 20 N.s. Assinale a alternativa que representa corretamente o valor da massa desse móvel: 0,42 kg 0,60 kg 0,35 kg 0,67 kg 0,29 kg Explicação: P=mv 20 N.s=m.30 m/s m=2/3=0,67 kg Note que foi necessário converter a velocidade de km/h para m/s. 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. -2,897.v 2,897.v 2,987.v -2,987.v 2,797.v Explicação: EQUILÍBRIO DE UM PONTO MATERIAL 9. A figura abaixo mostra uma barra de 30 kg e 5 m de comprimento apoiada em dois pontos, com três forças aplicadas sobre ela: F1=5N, que está em cima do primeiro ponto de apoio, F2=10N, que está a 1 m de N1 e F3=15 N que está a 1,5 m de N2. A aceleração gravitacional local é de 10 m/s². Os valores de N1 e N2 respectivamente são: +17,3 N e +62,2 N -17,1 N e +62,9 N +17,0 N e -62,3 N +17,5 N e -62,0 N -17,5 N e -62,5 N Explicação: Para poder determinar as forças normais N1 e N2, temos que primeiro considerar uma dessas forças como ponto de apoio. Vamos então considerar primeiro N1 como o ponto de apoio, assim: 10.1 + 10.10.2,5 + 15 .(5 - 1,5) + N2.5=0 N2=-62,5N Agora, vamos considerar N2 como o ponto de apoio, assim: 15.1,5 + 10 .(5 - 1) + 5.5 + N1.5=0 N1=-17,5 N EQUILÍBRIO DE UM PONTO MATERIAL 10. Duas crianças, uma de massa m e outra de massa 2m/3 estão, uma de cada lado de uma gangorra, distribuídas de tal forma, que permite a gangorra ficar estática na horizontal. Qual deve ser a razão entre as distâncias da criança que está à esquerda (x1) e da criança que está à direita (x2) do ponto de apoio? x1 / x2 = 2 / 3 x1 / x2 = -2 / 3 x1 / x2 = 3 / 2 x1 / x2 = 1 x1 / x2 = 2 Explicação: 1a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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)=0,4.t e S_y(t)=-1 + 0,4.t S_x(t)=-1 + 0,4.t e S_y(t)=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 Respondido em 15/10/2020 10:40:22 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 pontoS. 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. 2a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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 (5/162).10^3 rad/s² (27/13).10^3 rad/s² 25.10^3 rad/s² 2.10^3 rad/s² Respondido em 15/10/2020 10:39:13 Explicação: 3a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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. -6 N -9,75 N - 13 N -10,12 N -11,25 N Respondido em 15/10/2020 10:38:46 Explicação: 4a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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? - 50√2 m/s 15√2 m/s 50√2 m/s 25√2 m/s 0 m/s Respondido em 15/10/2020 10:35:22 Explicação: 5a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Considere um carro se locomovendo à velocidade constante de 108km/h, em um plano horizontal, quando, de repente, começa a subir uma rampa. No início da rampa, o condutor desliga o motor e o deixa subir por inércia. Considerando que toda a energia cinética se converte em energia potencial, e que a gravidade local é de 10m/s², assinale a opção que representa a altura máxima que o carro consegue atingir: 45m 55m 50m 30m 65m Respondido em 15/10/2020 10:34:53 Explicação: Antes de solucionar o problema, é necessário converter a velocidade de km/h para m/s, assim: v=108km/h=30m/s A energia mecânica inicial é a energia cinética, assim: E0=(m.v^2) / 2 = 450.m Na altura máxima, temos somente a energia potencial, assim: E = m.g.h = 10.m.h Pelo princípio da conservação de energia: 450.m = 10.m.h h=45 m 6a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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 0,55 0,50 0,40 0,46 0,43 Respondido em 15/10/2020 10:11:31 Explicação: Toda a energia cinética da bola se transformará em energia potencial. Assim, pelo princípio da conservação de energia, temos: 7a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Um móvel se move a uma velocidade de 108 km/h. A essa velocidade, ele possui um momento linear de 20 N.s. Assinale a alternativa que representa corretamente o valor da massa desse móvel: 0,60 kg 0,29 kg 0,67 kg 0,42 kg 0,35 kg Respondido em 15/10/2020 10:09:15 Explicação: P=mv 20 N.s=m.30 m/s m=2/3=0,67 kg Note que foi necessário converter a velocidade de km/h para m/s. 8a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Uma força de 15 kN é aplicada em um corpo de massa 1T, por um intervalo de tempo, impulsionando-o do repouso, a uma velocidade de 0,5 m/s. O tempo de atuação desta força foi de: 1,33 s 0,033 s 5,33 s 3,33 s 4,33 s Respondido em 15/10/2020 10:34:17 Explicação: Como o corpo esta partindo do repouso, sua velocidade inicial é nula, assim podemos escrever o impulso como: I=m.v I=(0,5 m/s).(1000kg) = 500 N.s O impulso também é dado pela relação: I=F.∆t Substituindo, temos: 500=15000.∆t ∆t=500 / 15000 = 0,033s 9a Questão Acerto: 0,0 / 1,0 Todo corpo rígido possui o seu centro de massa. O centro de massa é o ponto hipotético onde se pode considerar que toda a massa do corpo se concentra. Sobre o centro de massa, assinale a resposta correta: Uma força aplicada diretamente no centro de massa de um corpo, pode fazê-lo se deslocar em um movimento circular. Um corpo rígido que possui o centro de massa localizado no seu interior não realiza rotação. Um corpo rígido que possui o centro de massa localizado no seu exterior não realiza rotação. Uma força aplicada diretamente no centro de massa de um corpo, pode fazê-lo se deslocar em um movimento retilíneo. Um corpo rígido só possui centro de massa quando sua massa é distribuída uniformemente. Respondido em 15/10/2020 10:31:02 Explicação: Ao se aplicar uma força exatamente no ponto de centro de massa, o corpo tende a desenvolver um movimento retilíneo, uniforme ou uniformemente variado. Isso porque ao se aplicar a força diretamente no centro de massa, exclui-se a possibilidade do corpo apresentar algum tipo de movimento rotacional. 10a Questão Acerto: 0,0 / 1,0 Para afirmar que um corpo está em equilíbrio, tanto sua força resultante como o torque resultante devem ser nulos. Diante desta premissa, assinale a alternativa que apresenta a opção correta: O momento resultante de um corpo só é nulo quando este está apoiado por seu centro de massa. O momento resultante de um corpo só é diferente de zero quando o centro de massa entra em movimento retilíneo O momento resultante de um corpo é nulo quando este está se movendo em um movimento retilíneo uniforme. O momento angular resultante de um sistema depende da definição do ponto de apoio. O momento resultante de um sistema é nulo, quanto o somatório das forças atuantes neste corpo também é nulo. Respondido em 15/10/2020 10:32:21 Explicação:
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