Grátis: Um objeto de massa m constante está situado no topo de um plano inclinado sem atrito, de ângulo de inclinação , conforme mostra a figura ao lado. ... – Questões Respondidas

Física

Colégio Objetivo

Um objeto de massa m constante está situado no topo de um plano inclinado sem atrito, de ângulo de inclinação , conforme mostra a figura ao lado. O objeto está inicialmente em repouso, a uma altura H da base do plano inclinado, e pode ser considerado uma partícula, tendo em conta as dimensões envolvidas. Num dado instante, ele é solto e desce o plano inclinado, chegando à sua base num instante posterior. Durante o movimento, o objeto não fica sujeito a nenhum tipo de atrito e as observações são feitas por um referencial inercial. No local, a aceleração gravitacional vale, em módulo, g. Levando em consideração os dados apresentados, assinale a alternativa que corresponde ao valor do módulo da quantidade de movimento (momento linear) Q que o objeto de massa m adquire ao chegar à base do plano inclinado.

a) ???? = ????√2????????.
b) ???? = √2????????????.
c) ???? = ????√2???????? tg ????.
d) ???? = ????√2???????? sen ???? .
e) ???? = √2???????????? cos ???? .

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Ed

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Analisando a situação descrita, podemos aplicar os princípios da conservação da energia mecânica para determinar o valor do momento linear do objeto ao chegar à base do plano inclinado. Inicialmente, o objeto possui energia potencial gravitacional devido à altura H em relação à base do plano inclinado. Ao chegar à base, toda essa energia potencial é convertida em energia cinética. Utilizando a conservação da energia mecânica, podemos igualar a energia potencial inicial à energia cinética final: \(mgh = \frac{1}{2}mv^2\) Onde: m = massa do objeto g = aceleração gravitacional h = altura inicial do objeto em relação à base do plano inclinado v = velocidade do objeto ao chegar à base do plano inclinado A energia cinética pode ser relacionada com o momento linear (quantidade de movimento) pela fórmula: \(Q = mv\) Substituindo a expressão da energia cinética na equação do momento linear, temos: \(Q = m\sqrt{2gh}\) Analisando as opções: a) ???? = ????√2????????. - Não corresponde à expressão correta. b) ???? = √2????????????. - Não corresponde à expressão correta. c) ???? = ????√2???????? tg ????. - Não corresponde à expressão correta. d) ???? = ????√2???????? sen ????. - Não corresponde à expressão correta. e) ???? = √2???????????? cos ????. - Não corresponde à expressão correta. Portanto, a expressão correta para o valor do momento linear Q que o objeto de massa m adquire ao chegar à base do plano inclinado é: \(Q = m\sqrt{2gh}\).

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Um pesquisador, investigando propriedades ligadas à dilatação de materiais, fez experimentos envolvendo dois materiais (X e Y), que foram aquecidos numa dada faixa de temperatura enquanto seus volumes foram medidos. Sabe-se que ele usou a mesma quantidade de massa para os materiais, sendo que o material X é líquido e o Y é sólido. O pesquisador construiu, então, o gráfico ao lado, no qual são apresentadas as curvas de volume (V) em função da temperatura (T) para os materiais X (linha cheia) e Y (linha pontilhada).

Com relação ao assunto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Os dois materiais têm mesma densidade em T = 0 ºC.
( ) À medida que a temperatura aumenta, o material Y se contrai até T = 10 ºC, e somente a partir dessa temperatura passa a dilatar-se.
( ) Em T = 5 ºC, um objeto maciço feito do material Y, se for colocado dentro de um recipiente contendo o material X, afunda quando sujeito apenas a forças gravitacionais e a forças exercidas pelo material X.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

a) V – F – V.
b) F – V – F.
c) V – V – F.
d) F – F – V.
e) V – V – V.

Em Termodinâmica, estudamos processos importantes que fazem parte de ciclos utilizados em máquinas térmicas, alguns dos quais de grande relevância tecnológica, além de científica. Com relação ao que ocorre com um gás ideal, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Em todo processo isovolumétrico, também chamado de isocórico, o trabalho realizado pelo gás é nulo.
( ) Em todo processo adiabático, a energia interna do gás é constante.
( ) Em todo processo isobárico, não há trocas de calor entre o gás e o meio externo.
( ) Em todo processo isotérmico, a temperatura do gás aumenta quando há realização de trabalho sobre ele.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

a) V – V – V – V.
b) F – V – F – F.
c) F – V – F – V.
d) F – F – V – F.
e) V – F – F – F.

t2, onde x é medido em metros e t em segundos. Sabe-se que a massa do objeto é fixa e vale m = 600 g. Tendo em vista essas informações, considere as seguintes afirmativas: 1. A posição inicial do objeto vale 5 m. 2. A força agindo sobre o objeto durante o movimento vale, em módulo, F = 3,6 N. 3. O objeto tem velocidade nula em t = 1 s. 4. No intervalo de t = 0 a t = 3 s, o objeto tem deslocamento total nulo. Assinale a alternativa correta.
1. A posição inicial do objeto vale 5 m.
2. A força agindo sobre o objeto durante o movimento vale, em módulo, F = 3,6 N.
3. O objeto tem velocidade nula em t = 1 s.
4. No intervalo de t = 0 a t = 3 s, o objeto tem deslocamento total nulo.
a) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

Com base no gráfico, assinale a alternativa que expressa corretamente a energia U armazenada nesse capacitor quando submetido a uma tensão de 3 V.

a) U = 24 J.
b) U = 36 J.
c) U = 72 J.
d) U = 96 J.
e) U = 144 J.

Um conceito importante que surge no estudo dos fluidos é o conceito de pressão. Com relação a ele, considere as seguintes afirmativas: 1. A pressão atmosférica ao nível do mar a 0 oC vale 1 atm. 2. Um processo termodinâmico que ocorra sujeito a uma pressão constante é chamado isobárico. 3. A pressão exercida por um líquido num dado ponto aumenta à medida que a profundidade desse ponto aumenta. 4. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pressão é o pascal (Pa). Assinale a alternativa correta.
1. A pressão atmosférica ao nível do mar a 0 oC vale 1 atm.
2. Um processo termodinâmico que ocorra sujeito a uma pressão constante é chamado isobárico.
3. A pressão exercida por um líquido num dado ponto aumenta à medida que a profundidade desse ponto aumenta.
4. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pressão é o pascal (Pa).
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

Um dado meio tem um índice de refração ????????. Um outro meio tem um índice de refração ????????. Assinale a alternativa que expressa corretamente a relação entre os módulos das velocidades da luz nos dois meios, quando ???????? = ????????????.

a) ????2 = 4????1.
b) ????2 = 2????1.
c) ????2 = ????1.
d) ????2 = ????1^2.
e) ????2 = ????1^4.

Um certo resistor dissipa uma potência de 1 W quando percorrido por uma corrente de 100 mA. Assinale a alternativa que expressa corretamente a tensão V aplicada a esse resistor quando percorrido por uma corrente de 50 mA.

a) 2,5 V.
b) 5 V.
c) 7,5 V.
d) 10 V.
e) 12 V.

O gráfico ao lado apresenta a frequência ???? de uma onda sonora que se propaga num dado meio em função do comprimento de onda ???? dessa onda nesse meio. Com base nesse gráfico, assinale a alternativa que expressa corretamente o módulo da velocidade do som ???? no meio considerado, quando a frequência da onda sonora é de 25 Hz.

a) ???? = 250 m/s.
b) ???? = 340 m/s.
c) ???? = 750 m/s.
d) ???? = 1000 m/s.
e) ???? = 1500 m/s.

Um observador inercial analisa o movimento de um dado objeto de massa m constante e constrói o gráfico v x t mostrado ao lado, em que v é a velocidade do objeto e t é o tempo. O movimento ocorre numa linha reta. Levando em consideração os dados apresentados no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do deslocamento x do objeto entre os instantes t = 0 e t = 5 s.

a) Δ???? = 5,0 m.
b) Δ???? = 7,5 m.
c) Δ???? = 10,0 m.
d) Δ???? = 12,5 m.
e) Δ???? = 15,0 m.