5ª Lista de Exercícios de Física 1º EM

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5ª Lista de Exercícios de Física
1. Um carro de massa m = 1000 kg realiza uma curva de raio R = 20 m com uma velocidade angular w = 10 rad/s.
A força centrípeta atuando no carro em newtons vale:
a) 2,0 106.
b) 3,0 106 .
c) 4,0 106.
d) 2,0 105.
e) 4,0 105.
2. A figura a seguir representa um pêndulo cônico ideal que consiste em uma pequena esfera suspensa a um ponto fixo por meio de um cordão de massa desprezível.
Para um observador inercial, o período de rotação da esfera, em sua órbita circular, é constante. Para o mesmo observador, a resultante das forças exercidas sobre a esfera aponta
a) verticalmente para cima.
b) verticalmente para baixo.
c) tangencialmente no sentido do movimento.
d) para o ponto fixo.
e) para o centro da órbita.
3. Um ciclista treina em uma pista circular, executando um movimento circular e uniforme, com velocidade igual a 20 m/s. Sendo o raio da pista igual a 80 m, determine o valor da aceleração centrípeta.
4. Um objeto realiza um movimento circular e uniforme em uma circunferência com raio igual a 100 cm e com uma aceleração centrípeta de 4 m/s2. Determine sua velocidade.
5. A figura representa dois atletas numa corrida, percorrendo uma curva circular, cada um em uma raia. Eles desenvolvem velocidades lineares com módulos iguais e constantes, num referencial fixo no solo. Atendendo à informação dada, assinale a resposta correta.
​
(a) Em módulo, a aceleração centrípeta de A é maior do que a aceleração centrípeta de B.
(b) Em módulo, as velocidades angulares de A e B são iguais.
(c) A poderia acompanhar B se a velocidade angular de A fosse maior do que a de B, em módulo.
(d) Se as massas dos corredores são iguais, a força centrípeta sobre B é maior do que a força centrípeta sobre A, em módulo.
(e) Se A e B estivessem correndo na mesma raia, as forças centrípetas teriam módulos iguais, independentemente das massas.
6. Um carro de corrida percorre uma pista circular com velocidade constante de 180 km/h e aceleração centrípeta de 25 m/s2. Com base nessas informações, podemos afirmar que o raio dessa pista é igual a:
(a) 1296 m
(b) 925 m
(c) 1200 m
(d) 800 m
(e) 100 m
7. Um carro de 1000 kg de massa entra, a 30 m/s, em uma curva de raio igual a 300 m, contida em uma superfície horizontal. Determine o módulo do coeficiente de atrito estático entre os pneus do carro e o asfalto, para que esse veículo não derrape.
a) 0,5
b) 3
c) 0,3
d) 0,2
e) 0,8
8. Um halterofilista eleva um conjunto de barra e anilhas cuja massa total é de 200 kg. Inicialmente, o conjunto estava em equilíbrio estático, apoiado sobre a superfície do piso. O halterofilista eleva o conjunto até uma altura de dois metros em relação ao piso. O movimento de elevação do conjunto foi realizado em um intervalo de tempo de quatro segundos. Considere o módulo da aceleração gravitacional terrestre como 10 m/s2. A potência média gasta pelo halterofilista para elevar o conjunto de barra e halteres foi de:
a) 0,5 x 103 watts
b) 102 watts
c) 103 watts
d) 2 x 103 watts
e) 4 x 103 watts
9. Qual é a potência, em MW, não aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu?
a) 0
b) 1,18
c) 116,96
d) 816,96
e) 13 183,04
10. Um objeto de 200 kg é acelerado a 4 m/s2 sob ação de uma força F. Determine a distância deslocada pelo objeto sob ação dessa força sabendo que a energia transferida para ele foi de 9,6 kJ.
a) 8 m
b) 10 m
c) 12 m
d) 13 m
e) 14 m
11. Um homem aplica uma força sobre um objeto de 20 kg, empurrando-o por uma distância de 200 m. Sabendo que o trabalho realizado pelo homem foi de 8 kJ, determine a aceleração, em m/s2, do objeto durante o movimento. Considere que a força é paralela à direção de deslocamento da caixa.
a) 1
b) 2
c) 3
d) 2,5
e) 1,5
12. Imagine a seguinte situação: um operário da construção civil precisa carregar um saco de cimento de 50 kg. Ele levanta esse saco de cimento e se desloca por 20 metros na horizontal. Adote g = 10 m/s². Calcule o trabalho realizado pela força do operário sobre o cimento.
a) 1000 J
b) 2500 J
c) 0 J
d) 10000J
e) 50 J
13. Um objeto de massa 5 kg é deixado cair de uma determinada altura. Ele chega ao solo com energia cinética igual 2000 J. Determine a altura que o objeto foi abandonado. Despreze o atrito com o ar e considere g = 10 m/s²
14. Um bloco de 2 Kg é puxado com velocidade constante por uma distância de 4 m em um piso horizontal por uma corda que exerce uma força de 7 N fazendo um ângulo de 60º acima da horizontal. Sabendo que Cos(60º) = 0,5 e Sen(60º) = 0,86, o trabalho executado pela corda sobre o bloco é de:
a) 14,0 J.
b) 24,0 J.
c) 28,0 J.
d) 48,1 J.
e) 56,0 J.
15. Um garoto gasta 75 J de energia para empurrar uma caixa por três metros. Sabendo que a direção de aplicação da força do garoto forma um ângulo de 60° com a direção do deslocamento da caixa, determine o valor da força feita pelo garoto.
a) 50 N
b) 40 N
c) 25 N
d) 30 N
e) 15N
16. O conceito de energia foi de suma importância para o desenvolvimento da ciência, em particular da física. Sendo assim, podemos dizer que o princípio da conservação da energia mecânica diz que:
a) nada se perde, nada se cria, tudo se transforma
b) que a energia pode ser gastada e perdida
c) a energia total de um sistema isolado é constante
d) que a energia jamais pode ser transferida de um corpo a outro
e) a energia cinética de um corpo está relacionada com a força da gravidade
17. Imagine que você deixa cair (abandonado) um objeto de massa m e de altura de 51,2 metros. Determine a velocidade desse objeto ao tocar o solo.
a) v = 50 m/s
b) v = 40 m/s
c) v = 32 m/s
d) v = 20 m/s
e) v = 10 m/s
18. Vamos supor que um carrinho de montanha-russa esteja parado a uma altura igual a 10 m em relação ao solo. Calcule a velocidade do carrinho, nas unidades do SI, ao passar pelo ponto mais baixo da montanha-russa. Despreze as resistências e adote a massa do carrinho igual a 200 kg.
a) v ≈ 1,41 m/s
b) v ≈ 28 m/s
c) v ≈ 41 m/s
d) v ≈ 5,61 m/s
e) v ≈ 14,1 m/s
19. Determine o valor da velocidade de um objeto de 0,5 kg que cai, a partir do repouso, de uma altura igual a 5 metros do solo.
a) vB=30 m/s
b) vB=10 m/s
c) vB=20 m/s
d) vB=0,5 m/s
e) vB=0
20. Uma criança abandona um objeto do alto de um apartamento de um prédio residencial. Ao chegar ao solo a velocidade do objeto era de 72 Km/h. Admitindo o valor da gravidade como 10 m/s2 e desprezando as forças de resistência do ar, determine a altura do lançamento do objeto.
21. A intensidade da força gravitacional com que a Terra atrai a Lua é F. Se fossem duplicadas a massa da Terra e da Lua e se a distância que as separa fosse reduzida à metade, a nova força seria:
a) 16F
b) 8F
c) 4F
d) 2F
e) F
22. O gráfico a seguir mostra que dois corpos atraem-se com força gravitacional que varia com a distância entre seus centros de massas. Calcule o valor de F assinalado no gráfico.
23. A força da atração gravitacional entre dois corpos celestes é proporcional ao inverso do quadrado da distância entre os dois corpos. Assim, quando a distância entre um cometa e o Sol diminui da metade, a força de atração exercida pelo Sol sobre o cometa:
a) diminui da metade;
b) é multiplicada por 2;
c) é dividida por 4;
d) é multiplicada por 4;
e) permanece constante.
24. A força gravitacional entre dois corpos de massas m1 e m2 tem módulo F = G m1m2/r2, em que r é a distância entre eles e G = 6,7 × 10–11 Nm2/ kg2. Sabendo que a massa de Júpiter é mJ = 2,0 × 1027 kg e que a massa da Terra é mT = 6,0 × 1024 kg, o módulo da força gravitacional entre Júpiter e a Terra no momento de maior proximidade é:
DADO: A maior proximidade ocorre a 6x10 11 m.
a) 1,4 ⋅ 1018 N
b) 2,2 ⋅ 1018 N
c) 3,5 ⋅ 1019 N
d) 1,3 ⋅ 1030 N
25. A força gravitacional entre dois objetos no espaço de massas M e m, separados por uma distância r, é F. Caso a massa M seja dobrada e a distância entre os elementos quadruplique, podemos dizer que a nova força de interação gravitacional F' é:
a) 1/2 F
b)1/8 F
c) 2 F
d) F
e) 1/3 F
26. A respeito da lei da gravitação universal, marque a alternativa verdadeira:
a) A equação da lei da gravitação universal prevê tanto uma força deatração como uma de repulsão.
b) Se a distância entre dois objetos for triplicada, a força gravitacional entre eles será seis vezes menor.
c) Se as massas dos planetas do sistema solar sofressem variações consideráveis, nada mudaria, pois a força gravitacional depende apenas da massa do Sol.
d) A força gravitacional é diretamente proporcional ao quadrado da distância que separa dois corpos.
e) A força de atração gravitacional é inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa os dois corpos.
27. A força de atração gravitacional entre dois objetos de massas 50 kg e 100 kg é de 13,4 N. Determine a distância aproximada que separa esses dois objetos.
a) 2,50 x 10 - 4 m
b) 2,05 x 10 - 4 m
c) 1,40 x 10 - 4 m
d) 1,20 x 10 - 4 m
e) 1,60 x 10 - 4 m
28. Sobre as leis de Kleper e a lei da Gravitação Universal, assinale o que for correto.
01) A Terra exerce uma força de atração sobre a Lua.
02) Existe sempre um par de forças de ação e reação entre dois corpos materiais quaisquer.
04) O período de tempo que um planeta leva para dar uma volta completa em torno do Sol é inversamente proporcional à distância do planeta até o Sol.
08) O segmento de reta traçado de um planeta ao Sol varrerá áreas iguais, em tempos iguais, durante a revolução do planeta em torno do Sol.
16) As órbitas dos planetas em torno do Sol são elípticas, e o Sol ocupa um dos focos da elipse correspondente à órbita de cada planeta
29. A Lei da Gravitação Universal de Newton é expressa por:
Em que G é uma constante de proporcionalidade, M é a massa de um objeto maior, m é a massa de um objeto menor, r é a distância entre os centros de gravidade dos objetos e o sinal negativo corresponde à força atrativa. De acordo com a Lei de Gravitação Universal de Newton, se a distância entre um par de objetos é triplicada, a força é equivalente a (o):
a) um nono do valor original.
b) um terço do valor original.
c) três vezes o valor original.
d) nove vezes o valor original.
e) mesmo valor que a original.
30. Marque a alternativa correta a respeito da Lei da Gravitação Universal de Newton.
a) A constante de gravitação universal assume valores distintos para cada tipo de planeta envolvido na determinação da força de atração gravitacional.
b) A força de atração gravitacional entre dois corpos quaisquer é inversamente proporcional à distância entre os corpos.
c) Se a distância entre dois corpos for triplicada, a força de atração gravitacional entre eles será nove vezes menor.
d) A única forma de reduzir a força de atração gravitacional entre dois corpos é alterando a distância entre eles.
e) Se a distância entre dois corpos for triplicada, a força de atração gravitacional entre eles será seis vezes menor.
31. Determine a força de atração entre o Sol e a Terra em termos de 1022 N sabendo que a massa da Terra é 6.10 24 kg, a massa do Sol é 2. 1030 kg e a distância entre os dois astros é de 1,5.108 km.
Dado: 1 km = 103 m
a) 3,52
b) 4,58
c) 1,51
d) 2,52
e) 2,10