12) Movimento Circular Uniforme

FÍSICA - PRF° Vado
MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME
01) (PUCRIO) Um menino passeia em um carrossel de
raio R. Sua mãe, do lado de fora do carrossel,
observa o garoto passar por ela a cada 20 s.
Determine a velocidade angular do carrossel em
rad/s.
a) π/4
b) π/2
c) π/10
04) (PUCCAMP) Dois corredores percorrem um pista
circular de comprimento 600m, partindo do mesmo
ponto e no mesmo instante. Se a percorrerem no
mesmo sentido, o primeiro encontro entre eles
acontecerá depois de 5,0 minutos. Se a percorrerem
em sentidos opostos, o primeiro encontro ocorrerá
1,0 minuto após a partida. Admitindo constantes as
velocidades dos corredores, em módulo e em m/s,
seus valores serão, respectivamente,
d) 3π/2
e) 4π
a) 5,0 e 5,0
b) 6,0 e 4,0
c) 8,0 e 6,0
02) (PUCCAMP) Em uma bicicleta o ciclista pedala na
coroa e o movimento é transmitido à catraca pela
corrente. A freqüência de giro da catraca é igual à da
roda. Supondo os diâmetros da coroa, catraca e roda
iguais, respectivamente, a 15 cm, 5,0 cm e 60 cm, a
velocidade dessa bicicleta, em m/s, quando o ciclista
gira a coroa a 80 rpm, tem módulo mais próximo de
a) 5
b) 7
c) 9
d) 10 e 5,0
e) 12 e 6,0
05) (FUVEST) A Estação Espacial Internacional mantém
atualmente uma órbita circular em torno da Terra, de
tal forma que permanece sempre em um plano,
normal a uma direção fixa no espaço. Esse plano
contém o centro da Terra e faz um ângulo de 40°
com o eixo de rotação da Terra. Em um certo
momento, a Estação passa sobre Macapá, que se
encontra na linha do Equador. Depois de uma volta
completa em sua órbita, a Estação passará
novamente sobre o Equador em um ponto que está a
uma distância de Macapá de, aproximadamente,
d) 11
e) 14
03) (FUVEST) É conhecido o processo utilizado por
povos primitivos para fazer fogo. Um jovem, tentando
imitar parcialmente tal processo, mantém entre suas
mãos um lápis de forma cilíndrica e com raio igual a
0,40cm de tal forma que, quando movimenta a mão
esquerda para a frente e a direita para trás, em
direção horizontal, imprime ao lápis um rápido
movimento de rotação. O lápis gira, mantendo seu
eixo fixo na direção vertical, como mostra a figura ao
lado. Realizando diversos deslocamentos sucessivos
e medindo o tempo necessário para executá-los, o
jovem conclui que pode deslocar a ponta dos dedos
de sua mão direita de uma distância L = 15cm, com
velocidade constante, em aproximadamente 0,30s.
Obs: Dados da Estação:
Período aproximado: 90 minutos
Altura acima da Terra ≈ 350 km
Dados da Terra:
Circunferência no Equador ≈ 40 000 km
a) zero km
b) 500 km
c) 1000 km
d) 2500 km
e) 5000 km
Podemos afirmar que, enquanto gira num sentido, o
número de rotações por segundo executadas pelo
lápis é aproximadamente igual a
a) 5
b) 8
c) 10
d) 12
e) 20
1
Valério – Exercícios Física Vado - 2012
06) (UFRN)
Satélites
de
comunicação
captam,
amplificam e retransmitem ondas eletromagnéticas.
Eles são normalmente operados em órbitas que lhes
possibilitam permanecer imóveis em relação às
antenas transmissoras e receptoras fixas na
superfície da Terra. Essas órbitas são chamadas
geoestacionárias e situam-se a uma distância fixa do
centro da Terra.
A partir do que foi descrito, pode-se afirmar que, em
relação ao centro da Terra, esse tipo de satélite e
essas antenas terão
08) (UTFPR) O disco a seguir figurado efetua um
movimento circular uniforme em torno de um eixo que
passa pelo seu centro (ponto O). Os pontos P e Q,
assinalados na figura, estão fixos ao disco.
a) a mesma velocidade linear, mas períodos de
rotação diferentes.
b) a mesma velocidade angular e o mesmo período
de rotação.
c) a mesma velocidade angular, mas períodos de
rotação diferentes.
d) a mesma velocidade linear e o mesmo período de
rotação.
Com relação a essa situação, são feitas as seguintes
afirmações.
I.
Os pontos P e Q possuem mesma velocidade
angular.
II. O ponto Q possui maior velocidade tangencial.
III. Os pontos P e Q possuem mesma aceleração
centrípeta.
Podemos afirmar que:
07) (UEM) O diagrama abaixo mostra um brinquedo
giratório de parque de diversões visto de cima. Na
posição A, encontra-se uma pessoa que gira a uma
velocidade de aproximadamente 10 m/s. Em um
certo momento do giro, o pavimento do brinquedo cai
e a pessoa permanece contra a parede sem cair.
Qual vetor melhor representa a direção e o sentido
da aceleração centrípeta da pessoa no ponto A?
a)
b)
c)
d)
e)
09) Um cidadão brasileiro resolve construir uma bicicleta
com objetivo de contribuir para a melhoria da
qualidade do ar e de sua própria saúde. A bicicleta
possui uma corrente que liga uma coroa dentada
dianteira (D) movimentada pelos pedais, a uma coroa
localizada no eixo da roda traseira (T). O rendimento
da roda traseira depende do tamanho relativo das
coroas.
Dos esquemas das coroas representadas a seguir, a
roda traseira que dá o maior número de voltas por
pedaladas é:
Qual vetor melhor representa a direção e o sentido
da aceleração centrípeta da pessoa no ponto A?
a)
d)
b)
e)
apenas as afirmativas I e II estão corretas.
apenas as afirmativas I e III estão corretas.
apenas as afirmativas II e III estão corretas.
apenas a afirmativa II está correta.
todas as afirmativas estão corretas.
a)
d)
b)
e)
c)
c)
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Valério – Exercícios Física Vado - 2012
10) (UTFPR) Calcular um valor aproximado para a
velocidade orbital da Terra, VT, em torno do Sol,
considerando as seguintes informações:
1) a luz proveniente do Sol leva aproximadamente
8 minutos para chegar até a Terra;
2) a órbita anual da Terra em torno do Sol pode ser
considerada
aproximadamente
uma
circunferência;
3) a
velocidade
da
luz
no
vácuo
é
8
aproximadamente 3x10 m/s.
a)
b)
c)
d)
e)
14) (UEM) Considere as informações a seguir:
23
• O número de Avogadro é 6,02 x 10 ;
• A massa de um grão de soja é aproximadamente
0,2g;
• A massa de uma saca de soja é 60 kg;
• O perímetro da linha do equador é
aproximadamente 40.000 km;
• Uma carreta de 30 m de comprimento transporta
500 sacas de soja.
Imagine que carretas carregadas com o número de
Avogadro de grãos de soja fossem colocadas uma
após a outra sobre a linha do equador, sem espaço
entre elas. O número de voltas que essas carretas
dariam em torno do equador seria aproximadamente
de
10
VT = 3,9 x 10 Km/s.
4
VT = 2,9 x 10 Km/s.
8
VT = 2,9 x 10 m/s.
1
VT = 1,9 x 10 m/s.
4
VT = 2,9 x 10 m/s.
a) 3 bilhões.
b) 300 milhões.
c) 30 milhões.
11) (UFPR) Recentemente, o ônibus espacial Discovery
levou tripulantes ao espaço para realizarem reparos
na estação espacial internacional. A missão foi bemsucedida e o retorno ocorreu com segurança. Antes
de retornar, a nave orbitou a Terra a cerca de 400 km
de altitude em relação a sua superfície, com uma
velocidade tangencial de módulo 26000 km/h.
Considerando que a órbita foi circular e que o raio da
Terra vale 6400 km, qual foi o número de voltas
completas dadas em torno da Terra num período de
6,8 π horas?
a) 13.
b) 10.
c) 15.
15) (PUCRIO) O centro de um furacão se desloca com
uma velocidade de 150 km/h na direção norte-sul
seguindo para o norte. A massa gasosa desse
furacão realiza uma rotação ao redor de seu centro
no sentido horário com raio R = 100 km. Determine a
velocidade de rotação da massa gasosa do furacão
em rad/h, sabendo que a velocidade do vento medida
por repórteres em repouso, nas extremidades leste e
oeste do furacão, é de 100 km/h e 200 km/h
respectivamente.
d) 17.
e) 12.
a) 0,1.
b) 0,5.
c) 1,0.
12) (UTFPR) Para medição da velocidade de um
automóvel é necessário o uso do odômetro
(equipamento que mede a distância percorrida).
Considerando que o pneu de um carro apresenta
diâmetro de 50 cm e executa 540 rotações a cada
minuto, podemos afirmar que a velocidade do carro
será de aproximadamente:
a) 50 km/h.
b) 60 km/h.
c) 70 km/h.
d) 3 milhões.
e) 300 mil.
d) 1,5.
e) 2,0.
16) (UEM) Duas polias, A e B, de raios R1 = 10 cm e R2 =
20 cm, giram acopladas por uma correia de massa
desprezível que não desliza, e a polia A gira com
uma freqüência de rotação de 20 rpm. Assinale a(s)
alternativa(s) correta(s).
d) 80 km/h.
e) 90 km/h.
01) A velocidade de qualquer ponto P da correia é
aproximadamente 0,21 m/s.
02) A frequência angular de rotação da polia B é
2,0 rad/s.
04) A razão entre as frequências de rotação das
polias A e B é 2.
08) O período de rotação da polia A é 3,0 s.
16) A aceleração centrípeta experimentada por uma
partícula de massa m, colocada na extremidade
da polia A (borda mais externa), é maior do que
se a mesma partícula fosse colocada na
extremidade da polia B.
13) (UTFPR) Numa pista de “autorama”, dois carrinhos, A
e B, com velocidades respectivamente iguais a 2π
m/s e 3π m/s, percorrem uma pista circular de raio 6
metros. Se eles percorrem a pista no mesmo sentido,
assinale a alternativa correta.
a) A velocidade angular do carrinho B é igual a π/3
rad/s.
b) A frequência do carrinho A é igual a 0,25 Hz.
c) O período do carrinho B é igual a 6 s.
d) O carrinho A é ultrapassado a cada 12 s.
e) A velocidade relativa entre os carrinhos é 5π m/s.
3
Valério – Exercícios Física Vado - 2012
17) (UFSCAR) Para possibilitar o translado da fábrica até
a construção, o concreto precisa ser mantido em
constante agitação. É por esse motivo que as
betoneiras, quando carregadas, mantêm seu tambor
misturador sob rotação constante de 4 r.p.m. Esse
movimento só é possível devido ao engate por
correntes de duas engrenagens, uma grande, presa
ao tambor e de diâmetro 1,2 m, e outra pequena, de
diâmetro 0,4 m, conectada solidariamente a um
motor.
19) (UFPR ) Em 10 de setembro de 2008, a Organização
Européia para Pesquisa Nuclear (sigla internacional
CERN) ligou pela primeira vez o acelerador de
partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, em
inglês), máquina com a qual se espera descobrir
partículas elementares que comprovarão ou não o
modelo atual das partículas nucleares.
O colisor foi construído em um gigantesco túnel
circular de 27 km de comprimento, situado sob a
fronteira entre a Suíça e a França e a uma
profundidade de 50 a 120 m. Prótons são injetados
no tubo circular do LHC e, após algum tempo em
movimento, atingem velocidades próximas à da luz
no vácuo (c). Supondo que após algumas voltas os
prótons atinjam a velocidade constante de 0,18c, com
base nas informações acima e desprezando os
efeitos relativísticos, determine:
Na obra, para que a betoneira descarregue seu
conteúdo, o tambor é posto em rotação inversa, com
velocidade angular 5 vezes maior que a aplicada
durante o transporte. Nesse momento, a frequência
de rotação do eixo da engrenagem menor, em r.p.m.,
é
a) 40.
b) 45.
c) 50.
a) Quantas voltas os prótons dariam ao longo do
túnel no intervalo de um minuto.
b) A velocidade angular desses prótons.
d) 55.
e) 60.
20) (UFSC) Um carro com velocidade de módulo
constante de 20 m/s percorre a trajetória descrita na
figura, sendo que de A a C a trajetória é retilínea e
de D a F é circular, no sentido indicado.
18) (UNESP) Pesquisadores têm observado que a
capacidade de fertilização dos espermatozóides é
reduzida quando estas células reprodutoras são
submetidas a situações de intenso campo
gravitacional, que podem ser simuladas usando
centrífugas. Em geral, uma centrífuga faz girar
diversos tubos de ensaio ao mesmo tempo; a figura
representa uma centrífuga em alta rotação, vista de
cima, com quatro tubos de ensaio praticamente no
plano horizontal.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01)
02)
04)
08)
16)
As amostras são acomodadas no fundo de cada um
dos tubos de ensaio e a distância do eixo da
centrífuga até os extremos dos tubos em rotação é
2
9,0 cm. Considerando g = 10 m/s , calcule a
velocidade angular da centrífuga para gerar o efeito
de uma aceleração gravitacional de 8,1 g.
O carro tem movimento uniforme de A até C.
O carro tem movimento uniforme de A até F.
O carro tem aceleração de A até C.
O carro tem aceleração de D até F.
O carro tem movimento retilíneo uniformemente
variado de D até F.
Gabarito:
01) C
02) B
06) B
07) A
11) A
12) A
16) 29
17) E
18) 30rad/s
19) a) 1,2 105 voltas;
b) 4π.103rad/s.
4
03)
08)
13)
18)
E
A
D
*
04)
09)
14)
19)
B
D
A
*
05)
10)
15)
20)
Valério – Exercícios Física Vado - 2012
D
E
B
11