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CADERNO DE ATIVIDADES 2000 QUESTÕES DE FÍSICA VESTIBULARES E ENEM DIVIDIDAS POR ASSUNTO CESAR STAUDINGER ACADEMIA DE ESTUDOS CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER GRANDEZAS FÍSICAS 1. (Fuvest) Uma gota de chuva se forma no alto de uma nuvem espessa. À medida que vai caindo dentro da nuvem, a massa da gota vai aumentando, e o incremento de massa m, em um pequeno intervalo de tempo t, pode ser aproximado pela expressão: m vS t,α = em que α é uma constante, v é a velocidade da gota, e S a área de sua superfície. No sistema internacional de unidades (SI) a constante α é a) expressa em 3kg m b) expressa em 3kg m− c) expressa em 3 1m s kg− d) expressa em 3 1m s− e) adimensional. 2. (Uece) Um relógio de sol simplificado consiste em uma haste vertical exposta ao sol. Considere que ela seja fixada ao solo em algum local na linha do equador e que seja um período do ano em que ao meio dia o sol fique posicionado exatamente sobre a haste. O tamanho da sombra da haste pode ser relacionado à hora do dia. É correto afirmar que o comprimento da sombra às 9h 9h(C ) e às 15h 15h(C ) é tal que a razão 15h 9hC C é igual a a) 5 . 3 b) 3 . 5 c) 1 . 2 d) 1. 3. (Upe) Duas grandezas vetoriais ortogonais, a e b de mesmas dimensões possuem seus módulos dados pelas relações a Av= e b Bv,= onde A e B têm dimensões de massa, e v, dimensões de velocidade. Então, o módulo do vetor resultante a b+ e suas dimensões em unidades do sistema internacional são: a) 2 2 2 2 1/2(A v B v )− em 2kg / s b) 2 2 2 2 2 1/2(A v B v 2ABv cos120 )+ − em N s / kg c) 2 2 2 2 1/2(A v B v )+ em N s d) 2 2 2 2 2 1/2(A v B v 2ABv cos270 )− + em 2kg m / s e) 2 2 2 2 1/2(A v B V )− em kg m / s 4. Considere um relógio com mostrador circular de 10cm de raio e cujo ponteiro dos minutos tem comprimento igual ao raio do mostrador. Considere esse ponteiro como um vetor de origem no centro do relógio e direção variável. O módulo da soma vetorial dos três vetores determinados pela posição desse ponteiro quando o relógio marca exatamente 12 horas, 12 horas e trinta minutos e, por fim, 12 horas e 40 minutos é, em cm, igual a a) 30 b) ( )10 1 3+ c) 20 d) 10 5. (Uece) Considere um pêndulo construído com uma esfera de 1 kg presa ao teto por um fio inextensível, completamente flexível e com massa desprezível. Note que essa massa se desloca dentro de um fluido, o ar, que exerce na esfera uma força de arrasto em sentido oposto ao seu vetor velocidade. De modo simplificado, a força de arrasto na esfera pode ser descrita como F bV,= − onde V é o vetor velocidade da massa e b uma constante positiva. Assim, é correto afirmar que no ponto mais baixo da trajetória a força de arrasto é a) vertical e tem maior módulo. b) horizontal e tem menor módulo. c) horizontal e tem maior módulo. d) vertical e tem menor módulo. 6. (Fgv) A força resistiva (Fr) que o ar exerce sobre os corpos em movimento assume, em determinadas condições, a expressão 2rF k v ,= em que v é a velocidade do corpo em relação a um referencial inercial e K é uma constante para cada corpo. Para que a expressão citada seja homogênea, a unidade de K no sistema internacional de unidades, deve ser a) m / kg. b) kg / m. c) 2kg / m. d) 2kg / m . e) 2 2kg / m . 7. A aceleração da gravidade próximo à superfície da Terra é, no Sistema Internacional de Unidades, aproximadamente 10 m/s2 Caso esse sistema passasse a usar como padrão de comprimento um valor dez vezes menor que o atual, esse valor da aceleração da gravidade seria numericamente igual a a) 10. b) 1. c) 100. d) 0,1 8. Com base na teoria dos algarismos significativos, com a utilização da régua centimetrada (figura abaixo), é correto afirmar que o comprimento da barra acima da régua é: a) 7,30cm. b) 7,35cm. c) 7,3cm. d) 73,0mm. e) 7,40cm. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER 9. Astrônomos de um observatório anglo-australiano anunciaram, recentemente, a descoberta do centésimo planeta extra-solar. A estrela-mãe do planeta está situada a 293 anos- luz da Terra. Qual a ordem de grandeza dessa distância? a) 109 km d) 1015 km b) 1011 km e) 1017 km c) 1013 km 10. O lápis da figura teve seu comprimento medido com uma régua milimetrada (17,25 cm) e o seu diâmetro com um paquímetro (0,750 cm). Utilizando a teoria dos algarismos significativos e as regras de arredondamento, marque a alternativa que representa a área lateral do lápis, considerando- o como um cilindro. (considere π = 3) a) 38,8125 cm2. b) 38,0 cm2. c) 39,0 cm2 d) 38,8 cm2. e) 39 cm2. 11. Um coração humano bate em média 120000 vezes por dia. Determine, em unidades de 108, o número de vezes que, desde o nascimento, já bateu o coração dessa pessoa ao completar 50 anos. (Despreze a diferença no número de dias nos anos bissextos a) 22 b) 30 c) 15 d) 25 e) 40 12. Escolha a opção que representa corretamente o resultado da soma: 1,5 x 10 – 13 + 2,1 x 10 – 15 a) 3,6x10 – 13 b) 3,6x10 – 15 c) 1,521x10 – 13 d) 17,1x10 – 15 13. A medida de 8,9 kg foi obtida para a massa de um corpo. A maneira correta de expressar essa medida, em gramas, considerando os algarismos significativos, é: a) 8,900 b) 0,089 c) 8,9 x103 d) 89,0x102 e) 8,9x10-3 14. A UNESCO declarou 2005 o Ano Internacional da Física, em homenagem a Albert Einstein, no transcurso do centenário dos seus trabalhos que revolucionaram nossas ideias sobre a Natureza. A equivalência entre massa e energia constitui um dos resultados importantes da Teoria da Relatividade. Determine a ordem de grandeza, em joules, do equivalente em energia da massa de um pãozinho de 50g. Dado: E = m.c2 a) 109 b) 1011 c) 1013 d) 1015 e) 1017 15. Considere um gás ideal à pressão de 1 atmosfera ambiente e T=300K. Nestas condições, a ordem de grandeza do número de partículas por m3 é: a) 105 b) 1010 c) 1015 d) 1020 e) 1025 GABARITO 1. B 2. D 3. C 4. D 5. C 6. B 7. C 8. C 9. D 10. A 11. A 12. C 13. C 14. D 15. E MOVIMENTO UNIFORME 1. (Unesp) Em uma viagem de carro com sua família, um garoto colocou em prática o que havia aprendido nas aulas de física. Quando seu pai ultrapassou um caminhão em um trecho reto da estrada, ele calculou a velocidade do caminhão ultrapassado utilizando um cronômetro. O garoto acionou o cronômetro quando seu pai alinhou a frente do carro com a traseira do caminhão e o desligou no instante em que a ultrapassagem terminou, com a traseira do carro alinhada com a frente do caminhão, obtendo 8,5 s para o tempo de ultrapassagem. Em seguida, considerando a informação contida na figura e sabendo que o comprimento do carro era 4m e que a velocidade do carro permaneceu constante e igual a 30 m/s ele calculou a velocidade média do caminhão, durante a ultrapassagem, obtendo corretamente o valor a) 24 m/s. b) 21 m/s. c) 22 m/s. d) 26 m/s. e) 28 m/s. 2. (Fmp) Um professor de física do ensino médio propôs um experimento para determinar a velocidade do som. Para isso, enrolou um tubo flexível de 5,0m (uma mangueira de jardim) e colocou as duas extremidades próximas a um microfone, como ilustra a Figura ao lado. O microfone foi conectado à placa de som de um computador. Um som foi produzido próximo a uma das extremidades do tubo – no caso, estourou-se um pequeno balão de festas – e o som foi analisado com um programa que permite medir o intervalo de tempo entre os dois pulsos que eram captados pelo microcomputador: o pulso provocado pelo som do estouro do balão, que entra no tubo, e o pulso provocado pelo som que sai do tubo. Essa diferença de tempo foi determinadacomo sendo de 14,2 ms. A velocidade do som, em m/s, medida nesse experimento vale CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER a) 704 b) 352 c) 0,35 d) 70 e) 14 3. Dois móveis, A e B, partindo juntos de uma mesma posição, porém com velocidades diferentes, que variam conforme o gráfico abaixo, irão se encontrar novamente em um determinado instante. Considerando que os intervalos de tempo 1 0t t ,− 2 1t t ,− 3 2t t ,− 4 3t t− e 5 4t t− são todos iguais, os móveis A e B novamente se encontrarão no instante a) 4t b) 5t c) 2t d) 3t 4. Alguns meios de transporte são realmente especiais como o veículo chamado Fênix 2, uma cápsula de aço criada para resgatar, um a um, 33mineiros chilenos que ficaram presos a 700 metros abaixo da superfície. Primeiramente foi perfurado um túnel até a câmara onde se encontravam os mineiros. Em seguida, a Fênix 2 foi levada até essa câmara. Lá embaixo, a partir do instante em que um mineiro já estava posicionado dentro da cápsula, a subida da Fênix 2 pelo túnel demorava 16 minutos. É correto afirmar que, durante a subida da cápsula da câmara até a superfície, a velocidade média da Fênix 2 foi, aproximadamente, a) 0,7 Km/h b) 2,6 Km/h c) 3,4 Km/h d) 3,6 Km/h e) 4,4 Km/h 5. (Pucpr) Nas regiões sul e nordeste do litoral da Inglaterra, existem construções em concreto em forma de refletores acústicos que foram utilizadas durante as décadas de 1920 e 1930 para a detecção de aeronaves inimigas. O som produzido pelas aeronaves é refletido pela superfície parabólica e concentrado no ponto de foco, onde um vigia ou um microfone captava o som. Com o desenvolvimento de aeronaves mais rápidas e de sistemas de radares, os refletores tornaram-se obsoletos. Suponha que um vigia posicionado no centro de um refletor comece a escutar repentinamente o ruído de um avião inimigo que se aproxima em missão de ataque. O avião voa a uma velocidade constante de 540 km/h numa trajetória reta coincidente com o eixo da superfície parabólica do refletor. Se o som emitido pelo motor do avião demora 30,0s para chegar ao refletor, a que distância o avião se encontra do refletor no instante em que o vigia escuta o som? Considere que a velocidade do som no ar é de 340 m/s. a) 10,2 Km b) 4,50 Km c) 14,7 Km d) 5,70 Km e) 6,00 Km 6. Se hoje um filme pode ser armazenado na forma de um arquivo digital, no passado, ele só podia existir na forma de rolos, contendo uma grande quantidade de fotogramas, conforme figura. Para causar a impressão de continuidade, esses fotogramas eram projetados um por um, a uma velocidade de 24 fotogramas por segundo. Se a cada 30mm da fita de um filme existe um único fotograma, em uma animação de 3 minutos de duração, a fita terá um comprimento aproximado, em metros, de a) 70 b) 90 c) 130 d) 150 e) 220 7. (Pucrj) Uma lebre e uma tartaruga decidem apostar uma corrida de 32m. Exatamente às 12h, é dada a largada. A lebre dispara na frente, com velocidade constante de 5,0 m/s. A tartaruga “corre’’ com velocidade constante de 4 m/min. sem parar até o fim do percurso. A lebre, percebendo quão lenta se movia a tartaruga, decide descansar após percorrer metade da distância total, e então adormece por 7 min 55s. Quando acorda, sai correndo com a mesma velocidade inicial, para tentar ganhar a corrida. O fim da história é conhecido. Qual é a vantagem de tempo da tartaruga sobre a lebre, na chegada, em segundos? a) 1,4 b) 1,8 c) 3,2 d) 5,0 e) 6,4 CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER 8. (Fgv) Na pista de testes de uma montadora de automóveis, foram feitas medições do comprimento da pista e do tempo gasto por um certo veículo para percorrê-la. Os valores obtidos foram, respectivamente, 1030,0m e 25,0 s. Levando-se em conta a precisão das medidas efetuadas, é correto afirmar que a velocidade média desenvolvida pelo citado veículo foi, em m/s de a) 4.10 b) 41 c) 41,2 d) 41,20 e) 41,200 9. Observe a figura a seguir. Uma das maiores revoluções ocorridas nas últimas décadas foi o uso de cabos de fibra óptica para o tráfego de dados (voz, imagem, som, ...) através das redes de telecomunicação. O maior desses cabos, atualmente, é o SeaMewe 3 que sai da Alemanha e chega até a Coreia do Sul, passando por 32 países, num total de 39.000 Km de comprimento. Considerando a trajetória da luz pela fibra óptica (ver figura) e que o tempo médio de transmissão de dados entre a Alemanha e a Coreia do Sul seja de, aproximadamente, 0,195s pode-se afirmar que na fibra óptica ocorre o fenômeno da a) dispersão e a luz tem velocidade de 200.000 km/s. b) reflexão e a luz tem velocidade de 200.000 km/s. c) refração e a luz tem velocidade de 200.000 km/s. d) reflexão e a luz tem velocidade de 300.000 km/s. e) refração e a luz tem velocidade de 300.000 km/s. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra. 10. (Unicamp) Os astrônomos estimam que a estrela estaria situada a uma distância 18d 9,0 10 m= da Terra. Considerando um foguete que se desloca a uma velocidade 4v 1,5 10 m / s,= o tempo de viagem do foguete da Terra até essa estrela seria de 7(1ano 3,0 10 s) a) 2000 anos b) 300.000 anos c) 6.000.000 anos d) 20.000.000 anos 11. Um passageiro perdeu um ônibus que saiu da rodoviária há 5,0 min e pegou um táxi para alcançá-lo. O ônibus e o táxi descrevem a mesma trajetória e seus movimentos são uniformes. A velocidade escalar do ônibus é de 60 km/h e a do táxi é de 90 km/h. O intervalo de tempo necessário ao táxi para alcançar o ônibus é de: a) 5,0 min. b) 10 min. c) 15 min. d) 20 min. e) 25 min. 12. Um automóvel, desenvolvendo uma velocidade constante de 60 km/h, faz, diariamente, uma viagem entre duas cidades vizinhas em um tempo habitual T. Se ele fizesse esta viagem com uma velocidade, também constante, de 90 km/h, o tempo de duração, em relação ao habitual, seria 10 minutos menor. Podemos dizer que o valor de T, em minutos, é: a) 60 b) 50 c) 40 d) 30 e) 20 13. Numa corrida de 400m, o primeiro colocado cruza a linha de chegada 50 segundos após a largada. Sabendo que o ultimo colocado fez o percurso com uma velocidade média 10% menor que o primeiro, a que distância, em metros, da linha de chegada ele estava, quando o vencedor chegou? a) 10 m b) 40 m c) 80 m d) 200 m e) 360 m 14. A figura abaixo mostra três cidades A, B e C. A viagem de trem de A até C, passando pelos ramais ferroviários AB e BC, dura 1 hora. Qual seria, aproximadamente, a economia de tempo na viagem de A para C, se o ramal AC fosse inaugurado? a) 10 min b) 17 min c) 23 min d) 30 min e) 35 min 15. À noite, numa planície, ocorre uma explosão a 1155 m do local onde se encontram dois coelhos. Assustados com a luminosidade, eles correm com a mesma velocidade de 10 m/s, um diretamente para o local da explosão e o outro no sentido oposto. Sabendo que a velocidade do som no ar vale 340 m/s, podemos concluir que os coelhos ouvirão o estrondo correspondente com uma diferença de tempo que vale em segundos: A) zero B) 0,2 C) 0,5 D) 0,7 E) 1,0 CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER 16. Um pintor usa um pincel de rolo de formato cilíndrico, completamente coberto de tinta fresca, de raio R = 4,0 cm e um comprimento C = 20 cm, para pintar uma parede em um apartamento. Ele usa o pincel corretamente, fazendo com que o mesmo role sem deslizar sobre uma superfície plana verticalcom uma velocidade de 50 cm/s. Calcule, em m2, a área pintada pelo pintor em um intervalo de tempo de 1,0 s. a) 2,00 b) 0,10 c) 0,20 d) 1,00 e) 0,50 17. Um aluno, sentado na carteira da sala, observa os colegas, também sentados nas respectivas carteiras, bem como um mosquito que voa perseguindo o professor que fiscaliza a prova da turma. Das alternativas abaixo, a única que retrata uma análise CORRETA do aluno é: a) A velocidade de todos os meus colegas é nula para todo observador na superfície da Terra. b) Eu estou em repouso em relação aos meus colegas, mas nós estamos em movimento em relação a todo observador na superfície da Terra. c) Como não há repouso absoluto, não há nenhum referencial em relação ao qual nós, estudantes, estejamos em repouso. d) A velocidade do mosquito é a mesma, tanto em relação aos meus colegas, quanto em relação ao professor. e) Mesmo para o professor, que não pára de andar pela sala, seria possível achar um referencial em relação ao qual ele estivesse em repouso. 18. Os dois registros fotográficos apresentados foram obtidos com uma máquina fotográfica de repetição montada sobre um tripé, capaz de disparar o obturador, tracionar o rolo de filme para uma nova exposição e disparar novamente, em intervalos de tempo de 1 s entre uma fotografia e outra. A placa do ponto de ônibus e o hidrante estão distantes 3 m um do outro. Analise as afirmações seguintes, sobre o movimento realizado pelo ônibus: I. O deslocamento foi de 3 m. II. O movimento foi acelerado. III. A velocidade média foi de 3 m/s. IV. A distância efetivamente percorrida foi de 3 m. Com base somente nas informações dadas, é possível assegurar o contido em a) I e III, apenas. b) I e IV, apenas. c) II e IV, apenas. d) I, II e III, apenas. e) II, III e IV, apenas. 19. A tabela fornece, em vários instantes, a posição S de um automóvel em relação ao km zero da estrada em que se movimenta. A função horária que nos fornece a posição do automóvel, com as unidades fornecidas, é: a) S = 200 + 30t b) S = 200 - 30t c) S = 200 + 15t d) S = 200 - 15t e) S = 200 - 15t2 20. O braço de um robô, que está em posição fixa, coloca tampas em garrafas a uma taxa de 5 tampas por segundo. As garrafas, que estão em uma esteira rolante, deslocam-se para a direita. Há uma separação de 10cm entre os centros da garrafas. Para que o sistema funcione corretamente, a) a esteira deve estar uniformemente acelerada para a direita. b) a esteira deve deslocar-se a uma velocidade de 2cm/s. c) a esteira deve estar com uma aceleração de 2cm/s2 para a esquerda. d) a esteira deve descrever um movimento retilíneo uniformemente variado, com velocidade inicial de 50cm/s. e) a esteira deve descrever um movimento retilíneo com velocidade constante de 0,5m/s. 21. A figura mostra um gráfico da velocidade em função do tempo para um veículo que realiza um movimento composto de movimentos retilíneos uniformes. Sabendo-se que em t = 0 a posição do veículo é x0 = + 50 km, calcule a posição do veículo no instante t = 4,0 h, em km. a) 25 b) 35 c) 45 d) 55 e) 65 22. Baseado nas propriedades ondulatórias de transmissão e reflexão, as ondas de ultrassom podem ser empregadas para medir a espessura de vasos sanguíneos. A figura a seguir representa um exame de ultrassonografia obtido de um homem adulto, onde os pulsos representam os ecos provenientes das reflexões nas paredes anterior e posterior da artéria carótida. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER Suponha que a velocidade de propagação do ultrassom seja de 1.500 m/s. Nesse sentido, a espessura e a função dessa artéria são, respectivamente: a) 1,05 cm – transportar sangue da aorta para a cabeça. b) 1,05 cm – transportar sangue dos pulmões para o coração. c) 1,20 cm – transportar sangue dos pulmões para o coração. d) 2,10 cm – transportar sangue da cabeça para o pulmão. e) 2,10 cm – transportar sangue da aorta para a cabeça. 23. (Faculdade Albert Einstein) Jetpack para corredores os fará correr 1,6 km em quatro minutos Trata-se do 4 Minute Mile (4MM), um acessório capaz de aumentar a velocidade de corrida de uma pessoa que esteja a pé. Foi desenvolvido por estudantes da Arizona State University. Enquanto pesquisava próteses para amputados, a equipe notou que poderia trabalhar no design de um protótipo que ajudasse o ser humano a correr mais rápido. Como aplicar as forças? Até mesmo um exoesqueleto foi pensado para gerar a força necessária para aumentar a velocidade, mas o resultado final foi o Jetpack. Como o nome sugere, o objetivo é fazer com que seja possível correr uma milha (aproximadamente 1.,6 Km) em quatro minutos. Os testes têm sido promissores. O tempo gasto por um atleta, usando o Jetpack, em corridas de 200 metros, foi 3 segundos mais rápido que o normal, mesmo carregando esse peso extra. Outra ideia é usar o Jetpack em missões militares, como infiltrações e ofensivas que necessitem de rápido deslocamento. Por enquanto, o projeto ainda não passou da fase de protótipo. Com base nas informações do texto, determine a velocidade média aproximada, em km/h, de uma pessoa que, usando o Jetpack 4MM, tenha percorrido uma milha dentro do tempo previsto pelos estudantes da Arizona State University. a) 24 b) 6,7 c) 5,0 d) 0,5 24. (Puccamp) Em agosto deste ano realizou-se na China o campeonato mundial de atletismo, no qual um dos eventos mais aguardados era a prova de 100m masculino, que acabou sendo vencida pelo jamaicano Usain Bolt, com o tempo de 9,79 s. O tempo do segundo colocado, o americano Justin Gatlin, foi de 9,80 s. A diferença entre os dois atletas na chegada foi de aproximadamente: a) 0,1 mm. b) 1 mm. c) 1 cm. d) 10 cm. e) 1 m. 25. Em agosto de 2015 ocorreu o Campeonato Mundial de Atletismo em Pequim. Nos 100m rasos feminino, Shelly Ann Fraser Pryce fez o percurso em 10,76 s. Nos 100 m rasos masculino, o atleta Usain Bolt fez o mesmo trajeto em apenas 9,58 s. Baseado nessas informações, podemos afirmar que a diferença de velocidade média entre eles foi de aproximadamente: a) 0,001 m/s. b) 0,01 m/s. c) 0,1 m/s. d) 1,0 m/s. e) 10,0 m/s. 26. (Fgvrj) Buracos-negros a caminho: pesquisadores descobrem 26 deles em galáxia que vai se chocar com a nossa ...Andrômeda e a Via - Láctea, separadas por cerca de 2,5 milhões de anos-luz, são consideradas galáxias “irmãs”, que eventualmente vão se tornar “gêmeas siamesas”. Elas estão em rota de colisão e é previsto que, daqui a 4 bilhões de anos, elas vão se chocar, fazer uma espécie de dança gravitacional ao redor uma da outra, e depois se fundir em uma única grande (e ainda mais gigantesca) galáxia espiral. Esta previsão foi feita no ano passado pela Nasa, com base em observações feitas com o telescópio espacial Hubble. www.estadao.com.br/blogs/, 12/06/2013 A partir do texto acima, é possível concluir que a velocidade média de aproximação das duas galáxias é, aproximadamente, igual a Dado: 8 9velocidade da luz 3 10 m / s 1,08 10 km / h.= a) 83 10 km / h. b) 78 10 km / h. c) 65 10 km / h. d) 57 10 km / h. e) 44 10 km / h. 27. (Pucmg) Em um hospital, estudantes de medicina registraram o número médio de batimentos cardíacos de pacientes de diversas idades. Os resultados foram resumidos em uma tabela conforme mostrado a seguir. BATIMENTOS POR MINUTO IDADE DO PACIENTE (ANOS) 200 20 195 25 190 30 180 40 170 50 155 65 140 80 Sobre essas observações, é CORRETO afirmar: a) O período dos batimentos cardíacos diminui com a idade. b) A frequência cardíaca aumenta com a idade. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER c) A frequência e o período dos batimentos cardíacos diminuem com a idade. d) A frequência dos batimentos cardíacos diminui com a idade enquanto o períodoaumenta. 28. (Unesp) João mora em São Paulo e tem um compromisso às 16 h em São José dos Campos, distante 90 km de São Paulo. Pretendendo fazer uma viagem tranquila, saiu, no dia do compromisso, de São Paulo às 14 h, planejando chegar ao local pontualmente no horário marcado. Durante o trajeto, depois de ter percorrido um terço do percurso com velocidade média de 45 km/h, João recebeu uma ligação em seu celular pedindo que ele chegasse meia hora antes do horário combinado. Para chegar ao local do compromisso no novo horário, desprezando- se o tempo parado para atender a ligação, João deverá desenvolver, no restante do percurso, uma velocidade média, em km/h, no mínimo, igual a a) 120 b) 60 c) 108 d) 72 e) 90 29. Sete crianças saíram em uma van para visitar as obras de um dos estádios da copa do mundo de 2014, distante 20 km de suas casas. Durante a primeira metade do caminho, a van conseguiu desenvolver velocidade máxima da pista e chegar a 90 km/h. Porém, para a infelicidade do grupo, na segunda parte do trajeto, havia muito congestionamento em que levaram 30 minutos. Portanto, podemos concluir que a velocidade média, em km/h, em todo percurso foi de, aproximadamente: a) 32. b) 38. c) 42. d) 48. e) 62. 30. (G1 - cftmg) Em uma via urbana com três faixas, uma delas é reservada exclusivamente para os ônibus com 12 m de comprimento, e as outras duas, para automóveis com 3 m. Os ônibus e os automóveis transportam, respectivamente, 40 e 2 pessoas. Esses veículos estão inicialmente parados e, quando o sinal abre, deslocam-se com a mesma velocidade de 36 km/h. Considerando-se que a via está completamente ocupada com os veículos, e desprezando-se o espaço entre eles, se o sinal permanecer aberto durante 30 s, então a razão entre o número de pessoas dentro do ônibus e o de pessoas dentro dos automóveis que ultrapassou o sinal é igual a a) 2,5. b) 3,3. c) 6,7. d) 7,5. GABARITO 1.D 2. B 3. A 4. B 5. D 6. C 7. A 8. C 9. B 10. D 11. B 12. D 13.B 14. B 15. B 16. B 17. E 18. A 19. D 20. E 21. A 22. A 23. A 24. D 25. D 26. D 27. D 28. D 29. A 30. A MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO 1. Em uma estrada de pista única, uma moto de 2,0 m de comprimento, cuja velocidade tem módulo igual a 22,0 m/s, quer ultrapassar um caminhão longo de 30,0 m, que está com velocidade constante de módulo igual a 10,0 m/s. Supondo-se que a moto faça a ultrapassagem com uma aceleração de módulo igual a 4,0 m/s2, calcule o tempo que ela leva para ultrapassar o caminhão. a) 1,0 s b) 1,5 s c) 2,0 s d) 2,5 s e) 3,0 s 2. Uma pedra cai de um balão que sobe com velocidade constante de 10 m/s. Se a pedra demora 10 s para atingir o solo, qual a altura do balão, no instante em que a pedra foi abandonada? Adote g = 10 m/s2. a) 400 m b) 500 m c) 580 m d) 600 m e) 900 m 3. Estudando o movimento de um corpo, a partir do instante zero, obtivemos o gráfico a seguir. Entre os instantes 4s e 7s, o deslocamento do corpo foi de 24m. O valor da velocidade no instante zero (v0) era: a) -2 m/s b) -4 m/s c) -6 m/s d) -8 m/s e) -10 m/s 4. Dois corpos A e B partem, em linha reta, simultaneamente, do repouso e da mesma posição. Os movimentos desses dois corpos estão representados no gráfico aceleração em função do tempo. Para o intervalo de tempo de 0 a t, é CORRETO afirmar: a) o movimento de B é uniforme. b) a aceleração de A é inversamente proporcional ao tempo. c) no instante t, as velocidades de A e B são iguais. d) a distância percorrida por A é maior que a de B. e) a variação da velocidade de B é maior que a de A. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER 5. O gráfico a seguir representa a velocidade de um objeto lançado verticalmente para cima, desprezando-se a ação da atmosfera. Assinale a afirmativa INCORRETA. a) O objeto atinge, 2 segundos após o lançamento, o ponto mais alto da trajetória. b) A altura máxima atingida pelo objeto é 20 metros. c) O deslocamento do objeto, 4 segundos após o lançamento, é zero. d) A aceleração do objeto permanece constante durante o tempo observado e é igual a 10 m/s2. e) A velocidade inicial do objeto é igual a 20 m/s. 6. Um motorista avista um detector de velocidade e, nesse mesmo instante, pisa no freio. O gráfico 1 mostra como varia a velocidade de seu automóvel em função do tempo, desde o instante em que o motorista pisa no freio até passar pelo detector. Assinale, dentre as alternativas apresentadas, a que melhor representa a aceleração do automóvel em função do tempo, ao longo desse percurso. 7. Em t = 0, um objeto parte do repouso a partir da posição x = 1,0m, executando um movimento retilíneo, com aceleração em função do tempo mostrada no gráfico abaixo. Dos gráficos apresentados em seguida, indique qual representa corretamente a dependência da velocidade com o tempo. 8. Uma locomotiva parte de uma estação A e pára em uma estação B, distante 1200 m de A. O máximo módulo da aceleração que ela consegue manter é de 3 m/s2, tanto na fase de aceleração como na de retardamento. Sabendo que é proibido trafegar nessa região com velocidade superior a 30 m/s, calcule o mínimo intervalo de tempo possível para ir de A a B, sem problemas com a fiscalização. Sugestão: Resolva essa questão utilizando o gráfico da velocidade escalar em função do tempo. a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 9. Uma partícula executa um movimento uniformemente variado ao longo do eixo x. O gráfico apresenta a posição da partícula em função do tempo. Calcule o módulo da aceleração da partícula, no intervalo de tempo entre t = 0 e t = 2 s, em m/s2. a) 1 b) 2 c) 4 d) 6 e) 8 10. O gráfico mostra a variação da velocidade com o tempo. A velocidade escalar média e a aceleração escalar média entre 0 s e 10 s foram, respectivamente: a) 11,0 m/s e -3 m/s2. b) 10,0 m/s e 2 m/s2. c) 14,0 m/s e -1,5 m/s2. d) 14,0 m/s e 2 m/s2. e) 11,0 m/s e -1,2 m/s2. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER 11. (MACK) Dois automóveis A e B se movimentam sobre uma mesma trajetória retilínea, com suas velocidades variando com o tempo de acordo com o gráfico ao lado. Sabe-se que esses móveis se encontram no instante 10 s. A distância entre eles, no instante inicial (t = 0 s), era de a) 575 m b) 425 m c) 375 m d) 275 m e) 200 m 12. Uma partícula que realiza movimento retilíneo uniformemente variado tem seu gráfico (s×t) representado a seguir. A equação horária que descreve o movimento dessa partícula é dada por: a) s = 6 - 2,5t. b) s = 6 + t2. c) s = 6 + 2,5t - 2t2. d) s = 6 - 5t + t2. e) s = 6 - 7,5t + 2t2. 13. Um atleta, ao disputar os “100 metros rasos”, consegue cumprir o percurso em 10,0 s. Considerando que o movimento é retilíneo uniformemente acelerado, a partir do repouso e da origem dos espaços, o gráfico que melhor representa a velocidade escalar do atleta em função do espaço percorrido é: TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra. 14. (Unicamp) Considerando que a massa e as dimensões dessa estrela são comparáveis às da Terra, espera-se que a aceleração da gravidade que atua em corpos próximos à superfície de ambos os astros seja constante e de valor não muito diferente. Suponha que um corpo abandonado, a partir do repouso, de uma altura h = 54m da superfície da estrela, apresente um tempo de queda t = 3,0s. Desta forma, pode-se afirmar que a aceleração da gravidade na estrela é de a) 28,0 m / s. b) 210 m / s . c) 212 m / s . d) 218 m / s . 15. (Uerj) O número de bactérias em uma cultura cresce de modo análogo ao deslocamento de uma partícula em movimento uniformemente acelerado com velocidade inicial nula. Assim, pode-se afirmar que a taxa de crescimento de bactérias comporta-se da mesma maneira que a velocidade de uma partícula. Admita um experimento no qual foi medido o crescimento do número de bactérias em um meio adequado de cultura, durante um determinado período de tempo. Ao fim das primeiras quatro horas do experimento, o número de bactérias era igual a 58 10 . Após a primeira hora, a taxa de crescimento dessa amostra, em número de bactérias por hora, foi igual a: a) 51,0 10 b) 52,0 10 c) 54,0 10 d) 58,0 10 16. (Unicamp) A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo o mundo. Uma preocupação importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração. Sendo assim, considere que, em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração experimentada pelos passageiros foi limitada a maxa 0,09g,= onde 2g 10 m / s= é a aceleração da gravidade. Se o trem acelera a partir do repouso com aceleração constante igual a maxa , a distância mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 1080 km/h, corresponde a a) 10 km. b) 20 km. c) 50 km. d) 100 km. 17. Um móvel descreve um movimento retilíneo uniformemente acelerado. Ele parte da posição inicial igual a 40m com uma velocidade de 30,0 m/s no sentido contrário à orientação positiva da trajetória, e a sua aceleração é de 10 m/s2 no sentido positivo da trajetória. A posição do móvel no instante 4s é a) 0 m b) 40m c) 80m d) 100m e) 240 m CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER 18. Dois móveis, A e B, movendo-se em um plano horizontal, percorrem trajetórias perpendiculares, seguindo os eixos Ox e Oy, de acordo com as funções horárias Ax 18 3t= − e 2 By 18 9t 2t ,= + − com unidades de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (S.I.). Esses móveis irão se encontrar no instante a) t = 0 s b) t = 3,0 s c) t = 4,5 s d) t = 6,0 s 19. Uma criança arremessa uma bola, verticalmente, para cima. Desprezando-se a resistência do ar, o gráfico que representa corretamente a velocidade v da bola, em função do tempo t, é: 20. Uma partícula é abandonada a partir do repouso, de um ponto situado a 270 acima do solo. Divida essa altura em três partes que sejam percorridas em intervalos de tempos iguais. a) 90m, 90m, 90m b) 90m, 100m e 80m c) 30m, 90m e 150m d) 30m, 100m e 140m e) 100m, 70m e 100m 21. A velocidade de um objeto, em função do seu deslocamento, é descrita pelo gráfico abaixo, em que v(x) é dado em m/s e x em m. Assinale a alternativa que corresponde ao tempo, em segundos, que o objeto leva para atingir o ponto x igual a 70 m, sabendo-se que no instante t = 0, x = 0. A) 0,5 B) 1 C) 1,5 D) 2 E) 2,5 22. O gráfico abaixo representa a largada de um grande prêmio de fórmula 1, onde Schumacher e Barrichello saem da mesma linha de largada. Barrichello iniciou a corrida 3,0 s antes de Schumacher. Ambos avançam com aceleração constante e após 6,0 s da largada de Barrichello, o mesmo é ultrapassado por Schumacher. Determine a razão vS/vB entre as acelerações dos carros de Schumacher e Barrichello, respectivamente, no momento da ultrapassagem. a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 23. Dois corpos, A e B, são abandonados simultaneamente próximos à superfície da Terra. O corpo A tem massa m e, após 2 segundos em queda livre, apresenta velocidade v, percorrendo uma distância d. O corpo B, de massa 2m, após os 2 segundos de queda livre, apresenta, desprezada a resistência do ar, velocidade a) V/2 e terá percorrido uma distância d/2 . b) V/2 e terá percorrido uma distância 2d. c) v e terá percorrido uma distância d/2 . d) v e terá percorrido uma distância d. e) 2v e terá percorrido uma distância d/2 . 24. As equações horárias de dois móveis que se deslocam simultaneamente em uma mesma trajetória retilínea são dadas por: SA = 25 t e SB = 30 + t + t2. Eles possuem a mesma velocidade no instante: a) 12 s. b) 13 s. c) 30 s. d) 25 s. e) 24 s. 25. A função horária da posição de um móvel que se desloca sobre o eixo dos x é, no Sistema Internacional de Unidades, x = -10 + 4t + t2. A função horária da velocidade para o referido movimento é a) v = 4 + 2t b) v = 4 + t c) v = 4 + 0,5t d) v = -10 + 4t e) v = -10 + 2t . 26. (Pucrs) Considere o gráfico abaixo, que representa a velocidade de um corpo em movimento retilíneo em função do tempo, e as afirmativas que seguem. I. A aceleração do móvel é de 1,0 m/s2. II. A distância percorrida nos 10 s é de 50 m. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER III. A velocidade varia uniformemente, e o móvel percorre 10 m a cada segundo. IV. A aceleração é constante, e a velocidade aumenta 10 m/s a cada segundo. São verdadeiras apenas as afirmativas a) I e II. b) I e III. c) II e IV. d) I, III e IV. e) II, III e IV. 27. (Uece) Um carro, partindo do repouso, desloca-se em um trecho A de modo que sua velocidade aumente linearmente com o tempo até atingir 60 km/h. Após algum tempo, em um trecho B, o motorista aciona o freio, de modo que a velocidade decresça também linearmente com o tempo. Considere que a trajetória do automóvel é retilínea nos dois trechos e que ambos sejam estradas sem aclives ou declives. Assim, pode-se afirmar corretamente que o vetor aceleração nos dois trechos tem a) mesma direção e mesmo sentido. b) mesma direção e sentido contrário. c) mesmo módulo e mesmo sentido. d) direções perpendiculares e mesmo módulo. 28. (Ufrgs) Trens MAGLEV, que têm como princípio de funcionamento a suspensão eletromagnética, entrarão em operação comercial no Japão, nos próximos anos. Eles podem atingir velocidades superiores a 550 km/h. Considere que um trem, partindo do repouso e movendo-se sobre um trilho retilíneo, é uniformemente acelerado durante 2,5 minutos até atingir 540 km/h. Nessas condições, a aceleração do trem, em m/s2, é a) 0,1. b) 1. c) 60. d) 150. e) 216. 29. (Uerj) Uma ave marinha costuma mergulhar de uma altura de 20 m para buscar alimento no mar. Suponha que um desses mergulhos tenha sido feito em sentido vertical, a partir do repouso e exclusivamente sob ação da força da gravidade. Desprezando-se as forças de atrito e de resistência do ar, a ave chegará à superfície do mar a uma velocidade, em m/s, aproximadamente igual a: a) 20 b) 40 c) 60 d) 80 30. (Mack) Vários corpos idênticos são abandonados de uma altura de 7,20 m em relação ao solo, em intervalos de tempos iguais. Quando o primeiro corpo atingir o solo, o quinto corpo inicia seu movimento de queda livre. Desprezando a resistência do ar e adotando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, a velocidade do segundo corpo nessas condições é a) 10 m/s. b) 6,0 m/s. c) 3,0 m/s. d) 9,0 m/s. e) 12,0 m/s. GABARITO 1. C 2. A 3. D 4. E 5. D 6. A 7. E 8. 50 9. B 10. A 11. A 12. D 13. A 14. C 15. A 16. C 17. A 18. D 19. C 20. C 21. B 22. A 23. D 24. E 25. A 26. A 27. B 28. B 29. A 30. D CINEMÁTICA VETORIAL 1. (Fmp) Um jogador de futebol chuta uma bola sem provocar nela qualquer efeito de rotação. A resistência do ar é praticamente desprezível, e a trajetória da bola é uma parábola. Traça-se um sistema de eixos coordenados, com um eixo x horizontal e paralelo ao chão do campo de futebol, e um eixo y vertical com sentido positivo para cima. Na Figura a seguir, o vetor 0v indica a velocidade com que a bola é lançada (velocidade inicial logo após o chute). Abaixo estão indicados quatro vetores 1w , 2w , 3w e 4w , sendo 4w o vetor nulo.Os vetores que descrevem adequada e respectivamente a velocidade e a aceleração da bola no ponto mais alto de sua trajetória são a) 1w e 4w b) 4w e 4w c) 1w e 3w d) 1w e 2w e) 4w e 3w 2. (Pucrj) Um bloco de massa 0,50 Kg está preso a um fio ideal de 40 cm de comprimento cuja extremidade está fixa à mesa, sem atrito, conforme mostrado na figura. Esse bloco se encontra em movimento circular uniforme com velocidade de 2,0 m/s. Sobre o movimento do bloco, é correto afirmar que: a) como não há atrito, a força normal da mesa sobre o bloco é nula. b) o bloco está sofrendo uma força resultante de módulo igual a 5,0 N CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER c) a aceleração tangencial do bloco é 10 m/s2. d) a aceleração total do bloco é nula, pois sua velocidade é constante. e) ao cortar o fio, o bloco cessa imediatamente o seu movimento. 3. (UPE) Na tabela abaixo relativa às características do movimento de uma partícula, considere: V - vetor velocidade; AT - vetor aceleração tangencial; AC - vetor aceleração centrípeta; A - vetor aceleração resultante Leia atentamente as afirmativas relacionadas abaixo. (2) Na linha 1, a trajetória é retilínea, e o movimento é uniforme. (6) Na linha 2, a trajetória é curvilínea, e o movimento é uniformemente variado. (12) Na linha 3, a trajetória é retilínea, e o movimento é uniformemente variado. (24) Na linha 4, a trajetória é curvilínea, e o movimento é uniformemente variado. É CORRETO afirmar que a soma dos números entre parênteses que correspondem às afirmativas CORRETAS são: a) 0 b) 26 c) 18 d) 8 e) 14 4. A posição de uma partícula que se move ao longo de uma reta, é descrita pela função horária x = 10 + 10T – 2T2 , onde x está em metros e T em segundos. O módulo do vetor velocidade média, em m/s, entre os instantes t = 2,0s e T = 3,0s, é: a) 18 b) 0,0 c) 10 d) 22 e) 11 5. (IFPE) Uma partícula move-se sobre uma circunferência de raio R = 50 m em movimento uniformemente retardado com aceleração escalar 5m/s2. Sabendo-se que a velocidade escalar da partícula é 5√5 m/s no instante t= √5 s , então, é correto afirmar que o módulo da aceleração vetorial no instante t = 0s, vale: a) 2 √5 m/ s2 b) 3 √5 m/ s2 c) 5 √5 m/ s2 d) 7 √5 m/ s2 e) 10 √5 m/ s2 GABARITO 1. D 2. B 3. B 4. B 5. C COMPOSIÇÃO DE MOVIMENTOS 1. (Uemg) O tempo é um rio que corre. O tempo não é um relógio. Ele é muito mais do que isso. O tempo passa, quer se tenha um relógio ou não. Uma pessoa quer atravessar um rio num local onde a distância entre as margens é de 50m. Para isso, ela orienta o seu barco perpendicularmente às margens. Considere que a velocidade do barco em relação às águas seja de 2,0 m/s e que a correnteza tenha uma velocidade de 4,0 m/s. Sobre a travessia desse barco, assinale a afirmação CORRETA: a) Se a correnteza não existisse, o barco levaria 25s para atravessar o rio. Com a correnteza, o barco levaria mais do que 25s na travessia. b) Como a velocidade do barco é perpendicular às margens, a correnteza não afeta o tempo de travessia. c) O tempo de travessia, em nenhuma situação, seria afetado pela correnteza. d) Com a correnteza, o tempo de travessia do barco seria menor que 25s, pois a correnteza aumenta vetorialmente a velocidade do barco. 2. (Uerj) Quatro bolas são lançadas horizontalmente no espaço, a partir da borda de uma mesa que está sobre o solo. Veja na tabela abaixo algumas características dessas bolas. Bolas Material Velocidade inicial 1(m s )− Tempo de queda (s) 1 chumbo 4,0 1t 2 vidro 4,0 2t 3 madeira 2,0 3t 4 plástico 2,0 4t A relação entre os tempos de queda de cada bola pode ser expressa como: a) 1 2 3 4t t t t= = b) 1 2 3 4t t t t= = c) 1 2 3 4t t t t = d) 1 2 3 4t t t t= = = 3. Um projétil é lançado obliquamente, a partir de um solo plano e horizontal, com uma velocidade que forma com a horizontal um ângulo α e atinge a altura máxima de 8,45 m. Sabendo que, no ponto mais alto da trajetória, a velocidade escalar do projétil é 9,0 m/s, pode-se afirmar que o alcance horizontal do lançamento é: Dados: intensidade da aceleração da gravidade g = 10 m/s2 despreze a resistência do ar a) 11,7 m b) 17,5 m c) 19,4 m d) 23,4 m e) 30,4 m 4. (Pucpr) Durante um jogo de futebol, um goleiro chuta uma bola fazendo um ângulo de 30° com relação ao solo horizontal. Durante a trajetória, a bola alcança uma altura máxima de 5,0m. Considerando que o ar não interfere no movimento da bola, qual a velocidade que a bola adquiriu logo após sair do contato do pé do goleiro? CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER a) 5 m s. b) 10 m s. c) 20 m s. d) 25 m s. e) 50 m s. 5. (Uerj) Em uma área onde ocorreu uma catástrofe natural, um helicóptero em movimento retilíneo, a uma altura fixa do chão, deixa cair pacotes contendo alimentos. Cada pacote lançado atinge o solo em um ponto exatamente embaixo do helicóptero. Desprezando forças de atrito e de resistência, pode-se afirmar que as grandezas velocidade e aceleração dessa aeronave são classificadas, respectivamente, como: a) variável − nula b) nula − constante c) constante − nula d) variável − variável 6. (Mackenzie) Um zagueiro chuta uma bola na direção do atacante de seu time, descrevendo uma trajetória parabólica. Desprezando-se a resistência do ar, um torcedor afirmou que I. a aceleração da bola é constante no decorrer de todo movimento. II. a velocidade da bola na direção horizontal é constante no decorrer de todo movimento. III. a velocidade escalar da bola no ponto de altura máxima é nula. Assinale a) se somente a afirmação I estiver correta. b) se somente as afirmações I e III estiverem corretas. c) se somente as afirmações II e III estiverem corretas. d) se as afirmações I, II e III estiverem corretas. e) se somente as afirmações I e II estiverem corretas. 7. (Ufrgs) Em uma região onde a aceleração da gravidade tem módulo constante, um projétil é disparado a partir do solo, em uma direção que faz um ângulo α com a direção horizontal, conforme representado na figura abaixo. Assinale a opção que, desconsiderando a resistência do ar, indica os gráficos que melhor representam, respectivamente, o comportamento da componente horizontal e o da componente vertical, da velocidade do projétil, em função do tempo. a) I e V. b) II e V. c) II e III. d) IV e V. e) V e II. 8. A figura a seguir mostra uma das cenas vistas durante a Copa das Confederações no Brasil. Os policiais militares responderam às ações dos manifestantes com bombas de gás lacrimogênio e balas de borracha em uma região totalmente plana onde era possível avistar a todos. Suponha que o projétil disparado pela arma do PM tenha uma velocidade inicial de 200,00 m/s ao sair da arma e sob um ângulo de 30º com a horizontal. Calcule a altura máxima do projétil em relação ao solo, sabendo-se que ao deixar o cano da arma o projétil estava a 1,70 m do solo. Despreze as forças dissipativas e adote g = 10,00 m/s2. a) 401,70 m b) 501,70 m c) 601,70 m d) 701,70 m e) 801,70 m 9. Na situação esquematizada, a esteira lança horizontalmente as caixas, que devem ir diretamente para a vala. Desprezando influências do ar, determine o intervalo dos valores v das velocidades com que as caixas devem ser lançadas. a) 1m/s<v<3m/s b) 3m/s<v<6m/s c) 5m/s<v<8m/s d) 5m/s<v<10m/s e) 3m/s<v<18m/s 10. (UFBA) Um projétil lançado obliquamente com velocidade inicial de 50m/s forma com a horizontal um ângulo α = 37º. No instante em que ele atinge a altura máxima, encontra um plano horizontal e move-se sobre toda a sua extensão, sem atrito, durante 5s, quando, então, inicia seu movimento de declínio, conforme a figura.Considerando sen37º=0,6 e g=10m/s2, determine o alcance A. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER a) 110m b) 180 m c) 220 m d) 350 m e) 440 m 11. Uma bola de basquete descreve a trajetória mostrada na figura após ser arremessada por um jovem atleta que tenta bater um recorde de arremesso. A bola é lançada com uma velocidade de 10 m/s e, ao cair na cesta, sua componente horizontal vale 6,0 m/s. Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s2. Pode-se afirmar que a distância horizontal (x) percorrida pela bola desde o lançamento até cair na cesta, em metros, vale: a) 3,0 c) 4,8 b) 3,6 d) 6,0 12. Dois amigos, Berstáquio e Protásio, distam de 25,5m. Berstáquio lança obliquamente uma bola para Protásio que, partindo do repouso, desloca-se ao encontro da bola para segurá-la. No instante do lançamento, a direção da bola lançada por Berstáquio formava um ângulo θ com a horizontal, o que permitiu que ela alcançasse, em relação ao ponto de lançamento, a altura máxima de 11,25m e uma velocidade de 8m/s nessa posição. Desprezando o atrito da bola com o ar e adotando g = 10m/s2, podemos afirmar que a aceleração de Protásio, suposta constante, para que ele consiga pegar a bola no mesmo nível do lançamento deve ser de a) 1/2 m/s2 b) 1/3 m/s2 c) 1/4 m/s2 d) 1/5 m/s2 e) 1/10 m/s2 13. Os remadores A e B da figura estão inicialmente separados por uma distância de 90 m. A velocidade do rio em relação à margem é 0,5 m/s, para a direita. O remador A desloca-se para a direita, e o B para a esquerda, com 1,5 m/s e 3,0 m/s, em relação à água, respectivamente. Qual a distância, em metros, percorrida pelo remador A em relação à margem, no instante em que os remadores se encontram? a) 40 b) 30 c) 25 d) 20 e) 16 14. A figura abaixo mostra três trajetórias possíveis para uma bola de futebol chutada a partir do chão. Ignorando os efeitos do ar, os tempos de vôo para cada uma das três trajetórias são, respectivamente, t1, t2 e t3. Qual das opções abaixo corresponde corretamente à relação entre estes tempos? 15. Um projétil é disparado com velocidade escalar inicial vo = 20,0 m/s, num terreno plano, em um alvo que está no chão, a uma distância R = 20,0 m, conforme mostrado na figura. Considere g = 10,0 m/s2. O menor e o maior ângulo de lançamento que permitirão ao projétil atingir o alvo são, respectivamente, a) 15°, 45° b) 30°, 60° c) 15°, 75° d) 40°, 80° e) 75°, 30° 16. Do alto de uma mesa a 0,8m acima do solo uma moeda é lançada horizontalmente. Da projeção, no solo, do local onde ele abandona a mesa até o ponto de impacto, no solo suposto horizontal é medida a distância de 1,2 m. Os módulos das velocidades, de lançamento e de impacto com o solo, valem respectivamente em m/s: a) 3 e 4 b) 3 e 5 c) 4 e 5 d) 4 e 6 e) 3 e 6 17. (Acafe) O puma é um animal que alcança velocidade de até 18 m/s e pode caçar desde roedores e coelhos até animais maiores como alces e veados. Considere um desses animais que deseja saltar sobre sua presa, neste caso um pequeno coelho, conforme a figura. O puma chega ao ponto A com velocidade horizontal de 5 m/s e se lança para chegar à presa que permanece imóvel no ponto B. Desconsiderando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s2, a alternativa correta é: CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER a) O puma não vai cair sobre a presa, pois vai tocar o solo a 20 cm antes da posição do coelho. b) O puma cairá exatamente sobre o coelho, alcançando sua presa. c) O puma vai chegar ao solo, no nível do coelho, após 0,5 s do início de seu salto. d) O puma vai cair 30 cm a frente do coelho, dando possibilidade da presa escapar. 18. Da parte superior de um caminhão, a 5,0 metros do solo, o funcionário 1 arremessa, horizontalmente, caixas para o funcionário 2, que se encontra no solo para pegá-las. Se cada caixa é arremessada a uma velocidade de 8,0 m/s, da base do caminhão, deve ficar o funcionário 2, a uma distância de Considere a aceleração da gravidade 10,0 m/s2 e despreze as dimensões da caixa e dos dois funcionários. a) 4,0 m. b) 5,0 m. c) 6,0 m. d) 7,0 m. e) 8,0 m. 19. (Ufsc) O lançamento do dardo é um desporto relacionado ao atletismo e é praticado por homens e mulheres. É uma modalidade olímpica que consiste em arremessar o mais longe possível um dardo, no caso dos homens, com 800,0 g de massa e comprimento de 2,70 m. O recorde mundial masculino é de 98,48 m e o recorde olímpico é de 90,17 m. Em um lançamento do dardo, o atleta aplica uma técnica que resulta em um lançamento que faz entre 30° e 45° com a horizontal e uma velocidade de aproximadamente 100,0 km/h. Vamos considerar um lançamento de 30°, velocidade de 25 m/s, admitir o dardo como um ponto material, desconsiderar qualquer tipo de atrito e definir que a aceleração da gravidade seja de 10 m/s2. Com base no que foi exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (Dados: sen 30°=0,5; cos 30°=0,8) 01) No ponto mais alto da trajetória do dardo, toda a energia cinética de lançamento foi transformada em energia potencial gravitacional. 02) A energia cinética de lançamento é de 250 J, independentemente do ângulo de lançamento. 04) A altura máxima alcançada pelo dardo é de aproximadamente 31,25 m. 08) O alcance horizontal do dardo depende dos seguintes fatores: velocidade de lançamento, ângulo de lançamento e massa do dardo. 16) Podemos considerar a situação pós-lançamento do dardo até a chegada em solo como sistema conservativo. 20. (Ufsm) Um trem de passageiros passa em frente a uma estação, com velocidade constante em relação a um referencial fixo no solo. Nesse instante, um passageiro deixa cair sua câmera fotográfica, que segurava próxima a uma janela aberta. Desprezando a resistência do ar, a trajetória da câmera no referencial fixo do trem é ___________, enquanto, no referencial fixo do solo, a trajetória é ___________. O tempo de queda da câmera no primeiro referencial é ___________ tempo de queda no outro referencial. Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas. a) parabólica — retilínea — menor que o b) parabólica — parabólica — menor que o c) retilínea — retilínea — igual ao d) retilínea — parabólica — igual ao e) parabólica — retilínea — igual ao GABARITO 1. B 2. D 3. D 4. C 5. C 6. E 7. B 8. B 9. B 10. E 11. D 12. B 13. A 14. C 15. C 16. B 17. A 18. E 19.18 20. D CINEMÁTICA ANGULAR 1. (Unesp) Um pequeno motor a pilha é utilizado para movimentar um carrinho de brinquedo. Um sistema de engrenagens transforma a velocidade de rotação desse motor na velocidade de rotação adequada às rodas do carrinho. Esse sistema é formado por quatro engrenagens, A, B, C e D, sendo que A está presa ao eixo do motor, B e C estão presas a um segundo eixo e D a um terceiro eixo, no qual também estão presas duas das quatro rodas do carrinho. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER Nessas condições, quando o motor girar com frequência Mf , as duas rodas do carrinho girarão com frequência Rf . Sabendo que as engrenagens A e C possuem 8 dentes, que as engrenagens B e D possuem 24 dentes, que não há escorregamento entre elas e que Mf 13,5 Hz,= é correto afirmar que Rf , em Hz é igual a a) 1,5 b) 3,0 c) 2,0 d) 1,0 e) 2,5 2. (Unicamp) Anemômetros são instrumentos usados para medir a velocidade do vento. A sua construção mais conhecida é a proposta por Robinson em 1846, que consiste em um rotor com quatro conchas hemisféricas presas por hastes, conforme figura abaixo. Em um anemômetro de Robinson ideal, a velocidade do vento é dada pela velocidade linear das conchas. Um anemômetro em que a distânciaentre as conchas e o centro de rotação é r = 25 cm em um dia cuja velocidade do vento é V = 18 km/h, teria uma frequência de rotação, em RPM, de Se necessário, considere 3.π a) 3 b) 200 c) 720 d) 1200 3. (Unicamp) Considere um computador que armazena informações em um disco rígido que gira a uma frequência de 120 Hz. Cada unidade de informação ocupa um comprimento físico de 0,2 µm na direção do movimento de rotação do disco. Quantas informações magnéticas passam, por segundo, pela cabeça de leitura, se ela estiver posicionada a 3 cm do centro de seu eixo, como mostra o esquema simplificado apresentado abaixo? (Considere 3.)π a) 61,62 10 . b) 61,8 10 . c) 864,8 10 . d) 81,08 10 . 4. (Pucmg) Um internauta brasileiro reside na cidade de Macapá situada sobre o equador terrestre a 0 de latitude. Um colega seu reside no extremo sul da Argentina. Eles conversam sobre a rotação da Terra. Assinale a afirmativa CORRETA. a) Quando a Terra dá uma volta completa, a distância percorrida pelo brasileiro é maior que a distância percorrida pelo argentino. b) O período de rotação para o argentino é maior que para o brasileiro. c) Ao final de um dia, eles percorrerão a mesma distância. d) Se essas pessoas permanecem em repouso diante de seus computadores, elas não percorrerão nenhuma distância no espaço. 5. (Uece) Durante uma hora o ponteiro dos minutos de um relógio de parede executa um determinado deslocamento angular. Nesse intervalo de tempo, sua velocidade angular, em graus/minuto é dada por a) 360. b) 36. c) 6. d) 1. 6. (Unesp) A figura representa, de forma simplificada, parte de um sistema de engrenagens que tem a função de fazer girar duas hélices, 1H e 2H . Um eixo ligado a um motor gira com velocidade angular constante e nele estão presas duas engrenagens, A e B. Esse eixo pode se movimentar horizontalmente assumindo a posição 1 ou 2. Na posição 1, a engrenagem B acopla-se à engrenagem C e, na posição 2, a engrenagem A acopla-se à engrenagem D. Com as engrenagens B e C acopladas, a hélice 1H gira com velocidade angular constante 1ω e, com as engrenagens A e D acopladas, a hélice 2H gira com velocidade angular constante 2.ω Considere Ar , Br , Cr , e Dr , os raios das engrenagens A, B, C e D, respectivamente. Sabendo que B Ar 2 r= e que C Dr r ,= é correto afirmar que a relação ω1/ ω2 é igual a a) 1,0. b) 0,2. c) 0,5. d) 2,0. e) 2,2. 7. Em um antigo projetor de cinema, o filme a ser projetado deixa o carretel F, seguindo um caminho que o leva ao carretel R, onde será rebobinado. Os carretéis são idênticos e se diferenciam apenas pelas funções que realizam. Pouco depois do início da projeção, os carretéis apresentam-se como mostrado na figura, na qual observamos o sentido de rotação que o aparelho imprime ao carretel R. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER Nesse momento, considerando as quantidades de filme que os carretéis contêm e o tempo necessário para que o carretel R dê uma volta completa, é correto concluir que o carretel F gira em sentido a) anti-horário e dá mais voltas que o carretel R. b) anti-horário e dá menos voltas que o carretel R. c) horário e dá mais voltas que o carretel R. d) horário e dá menos voltas que o carretel R. e) horário e dá o mesmo número de voltas que o carretel R. 8. (Uece) O ano de 2015 tem um segundo a mais. No dia 30 de junho de 2015, um segundo foi acrescido à contagem de tempo de 2015. Isso ocorre porque a velocidade de rotação da Terra tem variações em relação aos relógios atômicos que geram e mantêm a hora legal. Assim, no dia 30 de junho, o relógio oficial registrou a sequência: 23h59min59s -23h59min60s, para somente então passar a 1º de julho, 0h00min00s. Como essa correção é feita no horário de Greenwich, no Brasil a correção ocorreu às 21 h, horário de Brasília. Isso significa que, em média, a velocidade angular do planeta a) cresceu. b) manteve-se constante e positiva. c) decresceu. d) é sempre nula. 9. (Upf) Recentemente, foi instalada, em Passo Fundo, uma ciclovia para que a população possa andar de bicicleta. Imagine que, em um final de semana, pai e filho resolveram dar uma volta, cada um com sua respectiva bicicleta, andando lado a lado, com a mesma velocidade. Admitindo-se que o diâmetro das rodas da bicicleta do pai é o dobro do diâmetro das rodas da bicicleta do filho, pode-se afirmar que as rodas da bicicleta do pai, em relação às da bicicleta do filho giram com: a) o dobro da frequência e da velocidade angular. b) a metade da frequência e da velocidade angular. c) a metade da frequência e a mesma velocidade angular. d) a mesma frequência e a metade da velocidade angular. e) a mesma frequência e o dobro da velocidade angular. 10. As rodas de uma bicicleta possuem raio igual a 0,5m e giram com velocidade angular igual a 5,0rad/s. Qual a distância percorrida, em metros, por esta bicicleta no intervalo de 10 segundos? a) 25 b) 30 c) 42 d) 50 e) 60 11. Um corpo descreve uma trajetória circular com 1m de raio e velocidade escalar de 12 m/s. Qual o número de voltas realizadas pelo corpo a cada segundo? a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 12. Dois atletas percorrem uma pista circular, com períodos iguais a 1,0min e 1,1min. Supondo que eles mantenham suas velocidades constantes, após quanto tempo, em minutos, o atleta mais rápido terá dado uma volta a mais que o outro? a) 5 b) 7 c) 8 d) 10 e) 11 13. Uma bicicleta possui duas catracas, uma de raio 6,0 cm, e outra de raio 4,5 cm. Um ciclista move-se com velocidade uniforme de 12 km/h usando a catraca de 6,0 cm. Com o objetivo de aumentar a sua velocidade, o ciclista muda para a catraca de 4,5 cm mantendo a mesma velocidade angular dos pedais. Determine a velocidade final da bicicleta, em km/h. a) 20 b) 30 c) 16 d) 12 e) 36 14. Um ciclista desce uma ladeira a partir do topo, descrevendo um movimento retilíneo. Os pneus da bicicleta rodam sem deslizar. Cada pneu tem raio igual a 0,5 m, e um deles tem um chiclete grudado. Se a ladeira tem comprimento igual a 157 metros, quantas voltas em torno do eixo do pneu terá dado o chiclete no fim da ladeira? a) 20 b) 40 c) 50 d) 65 e) 72 15. O cavalo anda nas pontas dos cascos. Nenhum animal se parece tanto com uma estrela do corpo de balé quanto um puro sangue em perfeito equilíbrio, que a mão de quem o monta parece manter suspenso. Degas pintou-o e procurou concentrar todos os aspectos e funções do cavalo de corrida: treinamento, velocidade, apostas e fraudes, beleza, elegância suprema. Ele foi um dos primeiros a estudar as verdadeiras figuras do nobre animal em movimento, por meio dos instantâneos do grande Muybridge. De resto, amava e apreciava a fotografia, em uma época em que os artistas a desdenhavam ou não ousavam confessar que a utilizavam. Suponha que a seqüência de imagens apresentada na figura da esquerda foi obtida com o auxílio de câmeras fotográficas dispostas a cada 1,5 m ao longo da trajetória do cavalo. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER Sabendo que a frequência do movimento foi de 0,5 Hz, a velocidade média do cavalo é: a) 3 m/s b) 7,5 m/s c) 10 m/s d) 12,5 m/s e) 15 m/s 16. Dois ciclistas partem de um mesmo ponto de uma pista circular de raio igual a 100 m, no mesmo instante e em sentidos contrários. Suas velocidades escalares lineares valem 2π m/s e 3π m/s. Após quanto tempo eles se encontrarão pela primeira vez? a) 10 s. b) 20 s. c) 30 s. d) 40 s. e) 50 s. 17. (Uern) Dois exaustores eólicos instalados no telhado de um galpão se encontram em movimento circular uniforme com frequências iguais a 2,0 Hz e 2,5 Hz. A diferençaentre os períodos desses dois movimentos é igual a a) 0,1 s. b) 0,3 s. c) 0,5 s. d) 0,6 s. 18. (Esc. Naval) Observe o gráfico a seguir. O gráfico da figura acima mostra a variação do raio da Terra (R) com a latitude ( ).Φ Observe que foram acrescentadas informações para algumas latitudes, sobre a menor distância entre o eixo da Terra e um ponto P na superfície da Terra ao nível do mar, ou seja, Rcos .Φ Considerando que a Terra gira com uma velocidade angular T 12(rad h),ω π= qual é, aproximadamente, a latitude de P quando a velocidade de P em relação ao centro da Terra se aproxima numericamente da velocidade do som? Dados: somv 340m s 3π = = a) 0 b) 20 c) 40 d) 60 e) 80 19. (Unicamp) As máquinas cortadeiras e colheitadeiras de cana-de-açúcar podem substituir dezenas de trabalhadores rurais, o que pode alterar de forma significativa a relação de trabalho nas lavouras de cana-de-açúcar. A pá cortadeira da máquina ilustrada na figura abaixo gira em movimento circular uniforme a uma frequência de 300 rpm. A velocidade de um ponto extremo P da pá vale (Considere 3.π ) a) 9 m/s. b) 15 m/s. c) 18 m/s. d) 60 m/s. 20. (Ufrgs) A figura apresenta esquematicamente o sistema de transmissão de uma bicicleta convencional. Na bicicleta, a coroa A conecta-se à catraca B através da correia P. Por sua vez, B é ligada à roda traseira R, girando com ela quando o ciclista está pedalando. Nesta situação, supondo que a bicicleta se move sem deslizar, as magnitudes das velocidades angulares, A B R, e ,ω ω ω são tais que a) A B R.ω ω ω = b) A B R.ω ω ω= c) A B R.ω ω ω= = d) A B R.ω ω ω e) A B R.ω ω ω = GABARITO 1. A 2.B 3.D 4. A 5. C 6. D 7. D 8. C 9. B 10. A 11.E 12.E 13. C 14. C 15. B 16. E 17. A 18. C 19. C 20. A ELETRIZAÇÃO/FORÇA ELÉTRICA 1. (Fgv) Deseja-se eletrizar um objeto metálico, inicialmente neutro, pelos processos de eletrização conhecidos, e obter uma quantidade de carga negativa de 3,2 µC. Sabendo-se que a carga elementar vale 1,6 x 10 – 19 C, para se conseguir a eletrização desejada será preciso a) retirar do objeto 20 trilhões de prótons. b) retirar do objeto 20 trilhões de elétrons. c) acrescentar ao objeto 20 trilhões de elétrons. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER d) acrescentar ao objeto cerca de 51 trilhões de elétrons. e) retirar do objeto cerca de 51 trilhões de prótons. 2. (Ufrgs) Em uma aula de Física, foram utilizadas duas esferas metálicas idênticas, X e Y: X está suspensa por um fio isolante na forma de um pêndulo e Y fica sobre um suporte isolante, conforme representado na figura abaixo. As esferas encontram- se inicialmente afastadas, estando X positivamente carregada e Y eletricamente neutra. Considere a descrição abaixo de dois procedimentos simples para demonstrar possíveis processos de eletrização e, em seguida, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas dos enunciados, na ordem em que aparecem. I. A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Nesse caso, verifica-se experimentalmente que a esfera X é _________ pela esfera Y. II. A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Enquanto mantida nessa posição, faz-se uma ligação da esfera Y com a terra, usando um fio condutor. Ainda nessa posição próxima de X, interrompe-se o contato de Y com a terra e, então, afasta-se novamente Y de X. Nesse caso, a esfera Y fica _________. a) atraída - eletricamente neutra b) atraída - positivamente carregada c) atraída - negativamente carregada d) repelida - positivamente carregada e) repelida - negativamente carregada 3. (Mackenzie) Uma esfera metálica A, eletrizada com carga elétrica igual a – 20,0 µC, é colocada em contato com outra esfera idêntica B eletricamente neutra. Em seguida, encosta-se a esfera B em outra C, também idêntica eletrizada com carga elétrica igual a 50,0 µC. Após esse procedimento, as esferas B e C são separadas. A carga elétrica armazenada na esfera B no final desse processo, é igual a a) 20 µC b) 30 µC c) 40 µC d) 50 µC e) 60 µC 4. (Pucrj) Dois bastões metálicos idênticos estão carregados com a carga de 9,0 µC . Eles são colocados em contato com um terceiro bastão, também idêntico aos outros dois, mas cuja carga líquida é zero. Após o contato entre eles ser estabelecido, afastam-se os três bastões. Qual é a carga líquida resultante, em µC , no terceiro bastão? a) 3,0 b) 4,5 c) 6,0 d) 9,0 e) 18 5. (Unesp) Em um experimento de eletrostática, um estudante dispunha de três esferas metálicas idênticas, A, B e C eletrizadas, no ar, com cargas elétricas 5Q, 3Q e – 2Q, respectivamente. Utilizando luvas de borracha, o estudante coloca as três esferas simultaneamente em contato e, depois de separá-las, suspende A e C por fios de seda, mantendo-as próximas. Verifica, então, que elas interagem eletricamente, permanecendo em equilíbrio estático a uma distância d uma da outra. Sendo K a constante eletrostática do ar, assinale a alternativa que contém a correta representação da configuração de equilíbrio envolvendo as esferas A e C e a intensidade da força de interação elétrica entre elas. A) B) C) D) E) 6. O transporte de grãos para o interior dos silos de armazenagem ocorre com o auxílio de esteiras de borracha, conforme mostra a figura, e requer alguns cuidados, pois os grãos, ao caírem sobre a esteira com velocidade diferente dela, até assimilarem a nova velocidade, sofrem escorregamentos, eletrizando a esteira e os próprios grãos. Essa eletrização pode provocar faíscas que, no ambiente repleto de fragmentos de grãos suspensos no ar, pode acarretar incêndios. Nesse processo de eletrização, os grãos e a esteira ficam carregados com cargas elétricas de sinais a) iguais, eletrizados por atrito. b) iguais, eletrizados por contato. c) opostos, eletrizados por atrito. d) opostos, eletrizados por contato. e) opostos, eletrizados por indução. 7. (Cefet MG) Quatro objetos condutores esféricos e de mesmas dimensões estão inicialmente isolados e carregados com cargas 1 2 3Q q, Q 2q, Q 3q= = = e 4Q 4q,= respectivamente. A seguinte sequência de ações é executada sobre esses condutores: I. Os condutores 1 e 2 são colocados em contato e depois separados e isolados. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER 40 30 20 10 0 0 2,0 4,0 6,0 8,0 r(m) F(N) II. Os condutores 2 e 3 são colocados em contato e depois separados e isolados. III. Os condutores 3 e 4 são colocados em contato e depois separados e isolados. Após a execução da sequência descrita acima, seja ijF a força eletrostática que o objeto j exerce sobre o objeto i quando estes estão separados por uma mesma distância d. Considerando a situação apresentada, pode-se afirmar que a) 23 14F F e 13 24F F . b) 41 13F F= e 34 23F F . c) 12 34F F= e 42 31F F .= d) 32 41F F e 24 21F F .= e) 14 31F F e 12 32F F . 8. (Unifor) Sabemos que eletrostática é a parte da Física responsável pelo estudo das cargas elétricas em repouso. A história nos conta que grandes cientistas como Tales de Mileto conseguiram verificar a existência das cargas elétricas. Analise as afirmações abaixo acerca do assunto. I. Um corpo é chamado neutro quando é desprovido de cargas elétricas. II. A eletrostática é descrita pela conservação de cargas elétricas, a qual assegura que em um sistema isolado, a soma de todas as cargas existentes será sempre constante. III. A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga encontrada na natureza IV. No processo de eletrização por atrito, a eletrização não depende da natureza do material. É CORRETO apenas o que se afirma em: a) I e II b) III e IV c) I e IV d)II e III e) II e IV 9. (Unicamp) A atração e a repulsão entre partículas carregadas têm inúmeras aplicações industriais, tal como a pintura eletrostática. As figuras abaixo mostram um mesmo conjunto de partículas carregadas, nos vértices de um quadrado de lado a, que exercem forças eletrostáticas sobre a carga A no centro desse quadrado. Na situação apresentada, o vetor que melhor representa a força resultante agindo sobre a carga A se encontra na figura a) b) c) d) 10. Duas esferas condutoras A e B possuem a mesma carga Q. Uma terceira esfera, C, inicialmente descarregada e idêntica às esferas A e B, é colocada em contato com a esfera A. Depois de algum tempo a esfera C é separada de A e colocada em contato com a esfera B. Qual a carga final da esfera C depois de separada da esfera B? a) 3Q/4 b) 2Q/4 c) Q/4 d) Q/2 e) Q 11. Duas cargas elétricas puntiformes positivas estão separadas por 4 cm e se repelem com uma força de 27 x 10-5 N. Suponha que a distância entre elas seja aumentada para 12 cm. Qual é o novo valor da força de repulsão entre as cargas, em unidades 10-5 N? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 12. O gráfico abaixo mostra a intensidade da força eletrostática entre duas esferas metálicas muito pequenas, em função da distância entre os centros das esferas. Se as esferas têm a mesma carga elétrica, qual o valor desta carga? a) 0,86 C b) 0,43 C c) 0,26 C d) 0,13 C e) 0,07 C 13. (Fepar) O ano de 2014 entrou para a história de São Paulo como o ano da seca. Os níveis dos reservatórios de todo o Estado caíram, e em muitas cidades os moradores enfrentaram torneiras secas e falta de água. Outro fenômeno que se acentua com a baixa umidade do ar é a eletrização estática por atrito: muitas pessoas podem sentir um choque elétrico ao tocar a carroceria de um carro ou a maçaneta de uma porta (principalmente em cômodos de piso recoberto por carpete). Centelhas ou faíscas elétricas de aproximadamente um centímetro de comprimento podem saltar entre os dedos das pessoas e esses objetos. Entre dois corpos isolados no ar, separados por uma determinada distância, uma faísca elétrica ocorre quando existe uma diferença de potencial suficiente entre eles. Considere essas informações e avalie as afirmativas. ( ) O choque elétrico é sentido por uma pessoa em razão da passagem de corrente elétrica por seu corpo. ( ) No processo de eletrização por atrito, quando a pessoa toca a maçaneta da porta, os choques elétricos podem ser fatais, já que cargas estáticas acumulam grande quantidade de energia. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER ( ) O processo de eletrização por indução é o principal responsável pelo surgimento do fenômeno descrito no texto. ( ) O ar é um excelente condutor de eletricidade e favorece a eletrização em qualquer situação. ( ) O valor absoluto do potencial elétrico da carroceria de um carro aumenta em consequência do armazenamento de cargas eletrostáticas. 14. (Acafe) Utilizado nos laboratórios didáticos de física, os eletroscópios são aparelhos geralmente usados para detectar se um corpo possui carga elétrica ou não. Considerando o eletroscópio da figura anterior, carregado positivamente, assinale a alternativa correta que completa a lacuna da frase a seguir. Tocando-se o dedo na esfera, verifica-se que as lâminas se fecham, porque o eletroscópio _______. a) perde elétrons b) ganha elétrons c) ganha prótons d) perde prótons 15. (Ufrgs) Considere dois balões de borracha, A e B. O balão B tem excesso de cargas negativas; o balão A, ao ser aproximado do balão B, é repelido por ele. Por outro lado, quando certo objeto metálico isolado é aproximado do balão A, este é atraído pelo objeto. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. A respeito das cargas elétricas líquidas no balão A e no objeto, pode-se concluir que o balão A só pode __________ e que o objeto só pode __________. a) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas b) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro c) ter excesso de cargas negativas – estar eletricamente neutro d) estar eletricamente neutro – ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro e) estar eletricamente neutro – ter excesso de cargas positivas 16. (ifsp) Raios são descargas elétricas de grande intensidade que conectam as nuvens de tempestade na atmosfera e o solo. A intensidade típica de um raio é de 30 mil amperes, cerca de mil vezes a intensidade de um chuveiro elétrico, e eles percorrem distâncias da ordem de 5 km. (www.inpe.br/webelat/homepage/menu/el.atm/perguntas.e.r espostas.php. Acesso em: 30.10.2012.) Durante uma tempestade, uma nuvem carregada positivamente se aproxima de um edifício que possui um para- raios, conforme a figura a seguir De acordo com o enunciado pode-se afirmar que, ao se estabelecer uma descarga elétrica no para-raios, a) prótons passam da nuvem para o para-raios. b) prótons passam do para-raios para a nuvem c) elétrons passam da nuvem para o para-raios. d) elétrons passam do para-raios para a nuvem. e) elétrons e prótons se transferem de um corpo a outro. 17. (Ufsc) A eletricidade estática gerada por atrito é fenômeno comum no cotidiano. Pode ser observada ao pentearmos o cabelo em um dia seco, ao retirarmos um casaco de lã ou até mesmo ao caminharmos sobre um tapete. Ela ocorre porque o atrito entre materiais gera desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons de cada material, tornando-os carregados positivamente ou negativamente. Uma maneira de identificar qual tipo de carga um material adquire quando atritado com outro é consultando uma lista elaborada experimentalmente, chamada série triboelétrica, como a mostrada abaixo. A lista está ordenada de tal forma que qualquer material adquire carga positiva quando atritado com os materiais que o seguem. Materiais 1 Pele humana seca 2 Couro 3 Pele de coelho 4 Vidro 5 Cabelo humano 6 Náilon 7 Chumbo 8 Pele de gato 9 Seda 10 Papel 11 Madeira 12 Latão 13 Poliéster 14 Isopor 15 Filme de PVC 16 Poliuretano 17 Polietileno 18 Teflon Com base na lista triboelétrica, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A pele de coelho atritada com teflon ficará carregada positivamente, pois receberá prótons do teflon. 02) Uma vez eletrizados por atrito, vidro e seda quando aproximados irão se atrair. 04) Em processo de eletrização por atrito entre vidro e papel, o vidro adquire carga de +5 unidades de carga, então o papel adquire carga de –5 unidades de carga. 08) Atritar couro e teflon irá produzir mais eletricidade estática do que atritar couro e pele de coelho. 16) Dois bastões de vidro aproximados depois de atritados com pele de gato irão se atrair. 32) Um bastão de madeira atritado com outro bastão de madeira ficará eletrizado. 18. (ifsp) Enquanto fazia a limpeza em seu local de trabalho, uma faxineira se surpreendeu com o seguinte fenômeno: depois de limpar um objeto de vidro, esfregando-o vigorosamente com um pedaço de pano de lã, percebeu que o vidro atraiu para si pequenos pedaços de papel que estavam espalhados sobre a mesa. CADERNO DE ATIVIDADES CESAR STAUDINGER O motivo da surpresa da faxineira consiste no fato de que a) quando atritou o vidro e a lã, ela retirou prótons do vidro tornando-o negativamente eletrizado, possibilitando que atraísse os pedaços de papel. b) o atrito entre o vidro e a lã aqueceu o vidro e o calor produzido foi o responsável pela atração dos pedaços de papel. c) ao esfregar a lã no vidro, a faxineira criou um campo magnético ao redor do vidro semelhante ao existente ao redor
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