1ªsérie

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1ªsérie
FÍSICA
2.1
Dado para toda a prova: módulo da aceleração local
da gravidade igual a 10 m/s2.
QUESTÃO 1
O pêndulo simples representado abaixo pode oscilar em
um plano vertical definido pelos pontos A, B e C,
invertendo sucessivamente o sentido do seu movimento
nos pontos A e C. O fio é ideal (inextensível e de massa
desprezível) e o ar não influencia significativamente o
movimento do sistema. A pequena esfera tem massa
1,0 kg e o comprimento do fio ideal vale 2,0 m. A pequena
esfera passa por B (ponto mais baixo da trajetória) com
velocidade de módulo 2,0 m/s.
Quando a esfera passa pelo ponto B, a intensidade da
força que traciona o fio é mais próxima de
A 5,0 N
D 12,0 N
B 8,0 N
E 20,0 N
C 10,0 N
QUESTÃO 2
Alexander Calder, o "Pai do Móbile", desde pequeno
demonstrava interesse pela arte, criava novos objetos e até seus
próprios brinquedos. Filho de uma pintora e um escultor, Calder
teve grande influência de produção artística, contudo optou
primeiramente pela graduação na área de engenharia e, anos
depois, passou a desenvolver seus dons artísticos. Em 1931, o
artista desenvolveu uma técnica diferenciada, a criação de
esculturas com movimento, que deu origem aos móbiles.
3º período
Nessas condições, para que o móbile fique em equilíbrio
na posição da figura, as massas dos ornamentos A e B
valem, respectivamente,
A mA = 10 g e mB = 20 g.
B
C
D
E
mA = 10 g e mB = 32 g.
mA = 20 g e mB = 50 g.
mA = 30 g e mB = 44 g.
mA = 40 g e mB = 50 g.
QUESTÃO 3
O motor de um guindaste cuja potência é igual a 1,0 kW
eleva, com velocidade constante, um bloco de peso igual a
2000 N ao longo de uma altura de 30 m. A duração dessa
operação, em unidades do SI, é de, aproximadamente,
A 60 s.
B
C
D
E
100 s.
150 s.
200 s.
600 s.
QUESTÃO 4
Alguns fabricantes de brinquedos infantis produzem
pistas de corrida em material plástico, que pequenos
carrinhos percorrem em alta velocidade, executando
manobras extraordinárias como saltos, curvas em sobreelevação e até mesmo loopings. A figura abaixo ilustra
uma parte de uma dessas pistas, vista de perfil.
Considere um móbile com 4 ornamentos, 3 varas de
massas desprezíveis, ligados por fios ideais, na disposição
mostrada na figura abaixo. Algumas distâncias
horizontais estão indicadas na figura, assim como a
massa de dois dos ornamentos.
2 cm
3 cm
5 cm
5 cm
m
B
50 g
4 cm
20 g
8 cm
mA
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Um carrinho de massa igual a 10 g, abandonado a partir
do repouso, no ponto A dessa pista, indicado na figura,
apresenta, ao atingir o ponto B, energia potencial
gravitacional e energia cinética iguais, respectivamente, a
0,08 J e 0,02 J.
Nessas condições, a altura H, do ponto A ao chão, é,
aproximadamente, igual a
A 0,08 m.
D 0,80 m.
E 1,0 m.
B 0,10 m.
C 0,20 m.
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QUESTÃO 5
QUESTÃO 7
Para retirar um parafuso ou uma porca, além de utilizar a
ferramenta adequada, é interessante lembrar o conceito
de momento de uma força, se quisermos determinar com
exatidão onde devemos aplicar a força e qual a sua
intensidade. A figura abaixo ilustra várias forças que
podem estar envolvidas quando se tenta torcer uma
porca, com a utilização de uma chave de boca.
Quando criança, o brinquedo favorito do Paulo no parque
era o tobogã! Naquele tempo, Paulo “pesava” apenas
40 kg. Já muito interessado em Física, ele observava com
cuidado tudo que ocorria ao seu redor. Agora, adulto, fez
um esboço de uma de suas lembranças...
Adotando o sentido anti-horário como positivo, calcule:
a) o torque (momento) da força 1 em relação ao
eixo de rotação que passa pelo centro da porca,
onde está o ponto P.
b) o torque (momento) da força 2 em relação ao
eixo de rotação que passa pelo centro da porca,
onde está o ponto P.
Seu esboço mostra que ele desce o tobogã partindo do
repouso, do ponto A (a dez metros de altura do chão,
tomado como referencial) e chega ao chão (ponto B)
muito animado! Desprezando possíveis efeitos da força
de arrasto exercida nele pelo ar e as possíveis forças de
atrito de deslizamento, calcule o módulo da velocidade
com que Paulo chegaria ao chão.
QUESTÃO 8
A intensidade da resultante das forças que agem em uma
partícula varia, em função de sua posição sobre o eixo Ox,
conforme o gráfico a seguir.
c) o torque (momento) da força 3 em relação ao
eixo de rotação situado no centro da porca, onde
está o ponto P.
d) o torque (momento) resultante de todas essas
forças quando forem aplicadas simultaneamente
na chave. Apresente o sentido da rotação
produzida por esse momento resultante na porca.
QUESTÃO 6
Suponha que duas crianças brincam em uma gangorra
constituída por uma prancha de madeira de massa 20 kg.
A prancha tem forma retangular, constituição homogênea
e encontra-se apoiada sob seu centro geométrico.
Calcule o trabalho realizado por essa resultante para cada
um dos seguintes deslocamentos:
a) de x1 = 0 a x2 = 8,0 m;
b) de x2 = 8,0 m a x3 = 12 m;
c) de x1 = 0 a x3 = 12 m.
Na situação em que o sistema está em equilíbrio, as
posições das crianças A e B são tais que A está sentada a
2 m do centro da prancha, B a 1 m desse mesmo ponto,
conforme apresenta o esquema acima, uma vista de perfil
dessa situação. A massa da criança A é igual a 50 kg.
Calcule a intensidade da força exercida pelo apoio sobre a
prancha (reação normal do apoio) nessa situação de
equilíbrio.
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FÍSICA
3º período
2.1
11 de setembro de 2015
QUESTÃO 5
QUESTÃO 6
a)
b)
c)
d)
Sentido da rotação produzida: ______________________________________
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QUESTÃO 7
QUESTÃO 8
a)
b)
c)
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