lista de conteúdos e exercícios para exame final de

LISTA DE CONTEÚDOS E EXERCÍCIOS PARA EXAME FINAL DE FÍSICA
PROF. GUILHERME AMORIM
1ª SÉRIE DO ENSINO MÉDIO
TURMA 21 A
CONTEÚDOS PARA EXAME FINAL:
 O estudo do movimento (F2)
 As Leis de Newton (F4 e F5)
 Energia (F7 e F8)
 A Conservação da quantidade de movimento (F9)
 Leis de Kepler e Gravitação Universal (F10)
 Hidrostática (F12)
EXERCÍCIOS:
1. A prova que está à sua frente se encontra em repouso, em relação a você, para que a leitura desta
questão possa ser realizada. Mas essa mesma prova, agora está em movimento em relação a algum
outro referencial. Então, cite dois desses referenciais.
2. Quando o navegador Amyr Klink cruzou o oceano Atlântico em um barco a remo projetado pelo
IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), no ano de 1984, ele percorreu uma distância de cerca de
7 000 km, em um tempo de aproximadamente 100 dias. Calculando a sua velocidade média em m/s
e km/h, temos por volta de:
(A) 0,81 m/s ou 2,92 km/h.
(B) 4,86 m/s ou 17,50 km/h.
(C) 0,49 m/s ou 1,76 km/h.
(D) 1,62 m/s ou 5,83 km/h.
(E) 0,99 m/s ou 3,56 km/h.
3. Em uma corrida automobilística, é comum ouvirmos o locutor dizer frases como o “segundo lugar está a 2,6 segundos atrás do líder, e o terceiro, a 0,8 segundo atrás do vice-líder”. A rigor, essa é
uma afirmação “inexata” do ponto de vista físico. Mas, analisando-a, “cinematicamente”, quais das
frases seguintes são verdadeiras?
I. As tomadas de tempo foram realizadas nos instantes em que cada um dos carros passou pelo
mesmo local da pista.
II. Mesmo que essas diferenças de tempos se mantenham constantes após mais uma volta no circuito, não significa que as distâncias entre os carros também se mantenham inalteradas.
III. De acordo com o traçado da pista, os carros alteram as suas velocidades instantâneas. Logo, em
trechos “lentos” do circuito, os carros “tendem” a ficar mais próximos uns dos outros.
Quais estão corretas? Justifique sua resposta.
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4. Uma bola de golfe obedece à função horária do espaço dada por
uniforme em decorrência de uma tacada.
, em movimento
0 (origem)
Então, determine:
a) a posição da bola no instante t = 2 s?
b) o instante em que ela passa pela origem dos espaços (S = 0).
5. As posições ocupadas por uma bicicleta que se move em trajetória retilínea e uniforme, em função do tempo, estão no gráfico abaixo:
S (m)
30
15
30
45
60
t (s)
Então, é possível afirmarmos que o módulo da velocidade da bicicleta:
(A) aumenta no intervalo de 0 s a 15 s;
(B) diminui no intervalo de 30 s a 60 s;
(C) tem o mesmo valor em todos os diferentes intervalos de tempo;
(D) é constante e diferente de zero no intervalo de 15 s a 30 s;
(E) é maior no intervalo de 0 s a 15 s.
6. Um satélite artificial, de 10 m de raio, está girando em torno da Terra a uma altura de 500 km.
Sabe-se que o raio da Terra vale cerca de 6 000 km. No estudo desse movimento:
a) A Terra poderá ser considerada um ponto material?
b) O satélite poderá ser considerado um ponto material?
7. O gráfico representa a posição de um carro, contada a partir do marco zero da estrada, em função
do tempo.
d(km)
120
50
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1,0 2,0 3,0 4,0
t (h)
a) Qual era a posição do carro no início da viagem (t = 0)?
b) Qual a posição do carro no instante t = 1,0 h?
c) Qual a velocidade desenvolvida pelo carro nessa primeira hora de viagem?
d) Em que posição e durante quanto tempo o carro permaneceu parado?
e) Qual a posição do carro no fim de 4,0 horas de viagem?
8. Dois ciclistas, A e B, percorrem a mesma trajetória, e suas funções horárias, em unidades do SI,
são respectivamente:
. Determine:
a) o instante de tempo em que ocorre o encontro dos dois;
b) A posição em que ocorre o encontro;
c) Em que instantes a distância entre os dois ciclistas é de 80 m.
9. Uma motociclista passeia pela rua com sua moto rumo ao centro da cidade, realizando num certo
trecho um movimento uniforme cuja posição em função do tempo obedece à seguinte equação:
, em unidades do SI.
a) Qual o módulo da velocidade da motociclista?
b) Qual o significado do sinal negativo na velocidade?
c) Qual será sua posição após 10 min?
10. Dois ciclista A e B se movimentam em MRU de acordo com as seguintes equações das posições
em função do tempo:
e
. Sabendo que os valores estão todos medidos no SI, responda:
a) Qual deles realiza movimento retrógrado?
b) Em qual instante eles se encontrarão?
c) Qual é a posição em que eles se encontram?
11. Este exercício envolve anotações das posições escalares de dois carros que vão ultrapassar um
ao outro e que, nos instantes considerados, têm suas velocidades escalares constantes. Para simplificar sua análise, não são consideradas as dimensões dos carros.
Observe o gráfico a seguir para os dois veículos e determine a posição escalar e o instante da ultrapassagem.
S(km)
40
30
B
20
A
10
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0
0,10 0,20 0,30 0,40 0,50
t (h)
12. (ENEM-2012) Uma empresa de transporte precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais
breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local de entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a
distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h.
Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega?
13. Um brinquedo cai da mão de uma criança que está na janela de um prédio. Durante a queda do
brinquedo, a função de sua velocidade em relação ao tempo é:
, em unidades do SI.
a) Qual o valor da aceleração de queda do brinquedo?
b) Qual o valor da sua velocidade após 3 s?
c) Qual o seu deslocamento se ele chega ao solo em 5 s?
14. Um dos testes realizados com pilotos de aviões militares consiste em utilizar um veículo de propulsão a jato que se desloca sobre trilhos paralelos e em linha reta. Nele, um voluntário experimenta
acelerações para que se estudem os efeitos fisiológicos causados. Tal veículo pode alcançar a velocidade de 1 080 km/h em 1,5 segundo, a partir do repouso. Determine a aceleração a que fica sujeito
o piloto. A quantos valores da aceleração da gravidade corresponde, aproximadamente, a aceleração
obtida?
15. Há mais de 30 anos, astronautas das missões Apollo colocaram espelhos na Lua – uma série de
pequenos retrorrefletores que podem interceptar feixes de laser da Terra e enviá-los de volta. Numa
determinada experiência, uma série de pulsos de laser foi disparada por um telescópio terrestre,
cruzou o espaço e atingiu os espelhos. Devido ao seu formato, os espelhos devolveram os pulsos
diretamente para o local de onde vieram, permitindo medir a distância para a Lua com ótima precisão.
Constatou-se que o tempo de ida e volta foi de 2,56 s. Sabendo-se que a velocidade de propagação
dos pulsos laser é de
, calcule a distância Terra-Lua, de acordo com a experiência
citada.
16. Um corpo, em movimento retilíneo, tem velocidade escalar v, variando com o tempo t de acordo
com o gráfico abaixo:
v (m/s)
30
10
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0
10
40
t (s)
Qual(is) é(são) a(s) alternativa(s) correta(s)?
(A) A aceleração média entre 0 e 10 s é 2 m/s².
(B) O movimento entre 0 e 40 s é uniforme.
(C) A velocidade média entre 0 e 40 s é 15 m/s.
(D) A variação do espaço entre 10 s e 40 s é 900 m.
17. Conforme a figura abaixo, um barco, puxado por dois tratores, navega contra a corrente de um
trecho retilíneo de um rio. Os tratores exercem, sobre o barco, forças de mesmo módulo
(
), enquanto atua com uma força , cujo módulo é
N. Sabendo-se que o
barco e os tratores movem-se com velocidades constantes (força resultante sobre o barco igual a
zero), então o valor de F é: (dados:
e
)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
N
N
N
N
N
18. Um móvel desloca-se 40,0 km, na direção norte-sul, indo do sul para norte. Em seguida, passa a
percorrer 30,0 km, na direção leste-oeste, dirigindo-se do leste para oeste. Nessas condições, o módulo do vetor deslocamento é igual, em km, a:
(A) 50 (B) 60 (C) 70 (D) 80 (E) 90
19. Um avião levanta voo, com velocidade de 100m/s. A direção de seu movimento forma um ângulo de 10º em relação ao solo. A partir das regras de decomposição vetorial, as velocidades do
avião, na horizontal e na vertical, são, aproximadamente:
(A) 81 m/s e 37 m/s (B) 53 m/s e 42 m/s (C) 32 m/s e 77 m/s
(D) 98 m/s e 17 m/s (E) 18 m/s e 87 m/s
20. Um avião sobrevoa a Ilha de Superagui, na divisa do Paraná com São Paulo. O avião voa em
direção ao norte, com velocidade de 120km/h, quando um forte vento começa a soprar, para leste,
com velocidade de 35km/h. Qual é a nova velocidade do avião?
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21. Um automóvel está parado em um semáforo. Quando a luz fica verde o motorista acelera o automóvel a uma taxa constante de 5 m/s² durante 4,0 s. Em seguida, permanece com velocidade
constante durante 40 s. Ao avistar outro semáforo vermelho, ele freia o carro àquela mesma taxa até
parar. Qual é a distância total percorrida pelo automóvel?
22. Cláudia e Paula combinaram exercitarem-se caminhando em uma pista de atletismo Quando
Paula chegou à pista, Cláudia já estava caminhando e passou por Paula que, neste mesmo instante, a
partir do repouso, inicia sua caminhada buscando alcançar Cláudia. O gráfico da figura representa
as velocidades das duas moças em função do tempo, considerando o instante inicial (t = 0) aquele
que ambas encontravam-se na mesma posição e Paula iniciava seu movimento.
v (m/s)
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
Paula
Cláudia
1
2
3
4
5
6
7
t (s)
Qual é a alternativa correta?
(A) Paula alcançou Cláudia após percorrer 10,5 m.
(B) No instante t = 3,5 s, Paula alcançou Cláudia.
(C) No instante t = 5,0 s, Paula já havia ultrapassado Cláudia e encontrava-se a sua frente.
(D) Paula alcançou Cláudia após percorrer 21 m.
(E) No instante t = 7,0 s, Paula encontra-se 10,5 m a frente de Cláudia.
23. Superman, personagem das HQ’s da Empresa DC Comics, é um extraterrestre que veio para a
Terra após seu planeta natal, Kripton, ser destruído. Lançado originalmente na revista Action Comics em 1938, possui inúmeros poderes como, por exemplo: super-força, resistência, capacidade de
voar, fator de cura, visão raio-X, super-velocidade entre outros. Em uma de suas publicações, foi
dito que ele pode ser mais rápido que a luz, cuja velocidade é de
. Considerando que
Superman esteja em Metrópolis e ouve o pedido de socorro de uma criança na cidade de Las Vegas,
distante 2000 km. Estime o tempo que ele demoraria para chegar até essa criança. Considere o movimento do Superman como uniforme e desconsidere a resistência do ar.
24. De acordo com a segunda Lei de Newton da mecânica a aceleração imposta a um objeto de
massa m por uma força F é diretamente proporcional ao módulo da força: quanto maior o valor da
força, maior será a aceleração do objeto. Entretanto, é conhecido pelo menos desde a época de Galileu, no século 17, que, se retirarmos a influência da atmosfera sobre o movimento, os objetos em
queda pela ação da gravidade no mesmo local têm a mesma aceleração. Esta não depende do peso
do objeto, ou seja, da força com que o objeto é puxado para baixo.
Qual das afirmativas abaixo explica corretamente esta aparente contradição?
(A) As diferenças de pressão da atmosfera sobre o objeto influenciam na queda, aumentando a força
que puxa o objeto para baixo. Por isso, os objetos mais pesados caem com mais aceleração na Terra,
mas não em um vácuo.
(B) A força da gravidade é a mesma para todos os corpos no mesmo local da Terra. Esta é a Lei da
Gravidade de Galileu. Ela não contradiz de fato a Lei de Newton por que esta só é válida fora da
atmosfera, ou seja, no espaço. Por isso, a Lei de Newton é válida para explicar os movimentos dos
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planetas no sistema solar, mas a de Galileu é válida para explicar os movimentos na superfície da
Terra.
(C) Segundo a Lei de Newton, a aceleração do objeto é igual à razão entre o valor resultante sobre
ele e sua massa. Como a força peso é diretamente proporcional à massa do objeto, a razão é sempre
a mesma, ou seja, a aceleração é sempre a mesma, seja qual for o objeto no vácuo. Neste caso, o
efeito da atmosfera é simplesmente o de retardar o movimento dos corpos de maneira diferente,
dependendo da massa e do tamanho de cada um.
(D) A segunda Lei de Newton foi formulada depois da ápoca de Galileu. Por isso, ela é a mais correta das duas, como podemos observar ao deixar cair um objeto bem pesado e um bem leve ao
mesmo tempo. É óbvio que o mais pesado chega primeiro ao chão. A aceleração só será igual se os
objetos estiverem em planos inclinados, como Galileu os observou.
(E) A segunda Lei de Newton foi formulada depois da ápoca de Galileu. Por isso, ela é a mais correta das duas, como podemos observar ao deixar cair um objeto bem pesado e um bem leve ao
mesmo tempo. É óbvio que o mais leve chega primeiro ao chão. A aceleração só será igual se os
objetos estiverem em planos inclinados, como Galileu os observou.
25. A imagem mostra um garoto sobre um skate em movimento com velocidade constante que, em
seguida, choca-se com um obstáculo e cai.
A queda do garoto justifica-se devido à (ao)
(A) princípio da inércia.
(B) ação de uma força externa.
(C) princípio da ação e reação.
(D) força de atrito exercida pelo obstáculo.
26. Um corpo de massa 5,0 kg percorre uma trajetória circular cujo raio é igual é igual a 4,0 m. Cada volta é completada em 0,25 s. Determine:
a) o período e a frequência do movimento;
b) as velocidades angular e escalar do corpo;
c) o módulo da aceleração centrípeta.
27. Sabendo que Marte demora, aproximadamente 88 dias para completar uma volta em torno do
Sol, determine sua velocidade angular em rad/dia.
28. Um eixo gira com velocidade angular de 30 rad/s. Sabendo que esse eixo tem diâmero de 5 cm,
qual a velocidade linear de um ponto localizado em sua periferia?
29. Maria é uma jovem de massa 55 kg. A aceleração da gravidade na superfície terrestre é 9,8 m/s².
Qual a intensidade da força com que Maria atrai a Terra?
30. Uma pessoa pretendia empurrar um corpo a fim de colocá-lo em movimento. Lembrando o
Princípio da Ação e Reação, pesnou: “Se eu empurrar o corpo com uma força , este reage e aplica
sobre mim uma força
de mesma intensidade, mesma direção e em sentido oposto; ambas vão se
equilibrar e eu não conseguirei mover o corpo”.
Qual o erro cometido pela pessoa em seu racícionio? Justifique sua resposta.
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31. A respeito das Leis de Newton, que fundamentam a Mecânica, dê a soma das alternativas corretas:
1) Quanto maior a massa de um corpo, maior será sua inércia.
2) A toda força de ação corresponde uma reação de mesma intensidade, mesma direção e
mesmo sentido.
4) O estado natural de um corpo (em repouso ou em movimento, com velocidade constante)
só muda quando a soma das forças que nele atuam é nula.
8) A soma das forças que atuam em um corpo é nula se ele estiver em repouso.
32. Grandes são as preocupações com a segurança dos ocupantes de veículos por parte das empresas
fabricantes. Vários testes são realizados para simular situações de colisões e por meio das quais são
analisados os efeitos sobre bonecos que apresentam características físicas parecidas com as de um
ser humano.
Durante uma simulação, um veículo colide
com um muro de concreto a 60 km/h e, após
ter sua parte frontal deformada em 80 cm,
para. Determine a desaceleração a que o veículo foi submetido. Considere ainda um boneco com os braços esticados e fixos ao volante, com massa de 90 kg. Calcule a força
que o faz parar com o carro na colisão.
33. Velocidade de arraste ou terminal de um
corpo caindo em direção à Terra ocorre
quando a força gravitacional possui mesmo
módulo que a força de resistência do ar. Nesse caso, dizemos que a força resultante é nula. Na figura a seguir, duas pessoas saltam de paraquedas e atingem uma velocidade de arrasto igual a 180 km/h. Sabendo que os paraquedistas percorreram 250 m até abrirem os paraquedas, pode-se afirmar que, na iminência de abrirem os
paraquedas, a velocidade:
(A) aumentou para 86 m/s.
(B) aumentou para 193 km/h.
(C) diminuiu para 165 km/h.
(D) diminuiu para 39 m/s.
(E) permaneceu constante.
34. Em um experimento sobre a inércia, utiliza-se uma moeda sobre uma folha de papel, observando-se que, ao puxar ou empurrar rapidamente a folha de papel, a moeda permanece em repouso. O
mesmo não ocorre se movimentarmos lentamente o papel. De acordo com esta experiência, pode-se
afirmar que:
(A) não há forças entre a moeda e o papel, por isso a moeda permanece em repouso.
(B) o experimento tem mais chance de dar certo usando-se um papel mais áspero.
(C) a moeda permanece parada, pois é mais pesada que o papel.
(D) a moeda permanece parada porque nenhuma força atua sobre sobre ela.
(E) a moeda permanece parada devido à sua tendência de manter o estado de repouso.
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35. Uma pequena caixa é lançada sobre um plano inclinado e, depois de um intervalo de tempo,
desliza com velocidade constante.
Observe a figura, na qual o segmento orientado indica a direção e o sentido do movimento da caixa.
Entre as representações abaixo, a que melhor indica as forças
que atuam sobre a caixa é:
(A)
(B)
(C)
(D)
36. Os dois carrinhos da figura abaixo são empurrados por uma força F = 24,0 N.
Desprezando-se as forças de atrito, calcule a força aplicada ao carrinho B.
37. Um cubo de massa 1,0 kg, maciço e homogêneo, está em repouso sobre uma superfície plana
horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o cubo e a superfície valem, respectivamente, 0,30 e 0,25. Uma força F, horizontal, é então aplicada sobre o centro de massa do cubo.
(Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s²). Se a intensidade da força F é
igual a 2,0 N, calcule a força de atrito estático.
38. Uma mola de 20 cm de comprimento sofre a ação de uma força de 60 N. Sabendo que a constante elástica é de 150 N/m, calcule o comprimento final da mola ao ser aplicada a mola.
39. Em um plano inclinado perfeitamente liso, apoia-se um corpo de massa 3 kg preso a uma mola
de constante elástica 600 N/m. Adotando g = 10 m/s2, calcule a deformação sofrida pela mola. (dado:
e
).
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40. Um corpo com massa 2 kg está apoiado sobre uma mesa lisa e ligado, por um fio ideal, ao bloco
suspenso de massa 0,5 kg.
a) Qual é a aceleração dos blocos?
b) Qual é a intensidade da força tensora do fio?
41. Existe um jogo no qual dois oponentes ficam em lados opostos de uma mesa, protegendo com
um objeto de madeira buracos com função de gol. Sobre a mesa, os jogadores rebatem um disco
com a intenção de vencer a defesa adversária. Quando golpeados, esses discos podem sofrer colisões com as paredes laterais, dificultando as ações do outro jogador. Ganha, obviamente, quem fizer
mais gols durante o intervalo de tempo de uma partida. Para que o disco escorregue mais rapidamente, a mesa apresenta inúmeros furinhos pelos quais fica saindo ar o tempo todo. Qual a função
do ar que é expelido pelos furinhos?
42. O levantamento de peso é uma modalidade olímpica que consiste em elevar acima da cabeça o
maior peso possível. Em 1983, o soviético Anatoli Possarenko levantou 450kg. Até hoje este é o
recorde mundial no levantamento de peso na modalidade superpesado (com atletas acima de
110kg). Sabendo que Anatoli Possarenko elevou a barra do chão até uma altura de 1,80m e voltou
com a barra para o chão, qual o trabalho da força peso da barra?
43. O salto com vara surgiu na Europa e tinha como objetivo o uso de uma vara para pular riachos e
atingir a maior distância possível. No século XIX, transformou-se em modalidade olímpica na qual
o atleta precisa alcançar a maior altura possível. Atualmente o recorde olímpico feminino é da russa
Yelena Isinbayeva que saltou 5,06m. Qual a energia potencial máxima da atleta considerado que ela
tenha 65kg? (Considera g = 10 m/s²).
44. Dados recentes apontam para um grande crescimento no número de motocicletas em todo o
Brasil. Já existem mais de 18 milhões de brasileiros andando em motocicletas. Por esse motivo, o
número de acidentes envolvendo-os também cresceu muito. Em 2010, foram quase 30.000 acidentes. Observa-se que nas colisões envolvendo motociclistas, quanto maior a velocidade maior é a probabilidade de lesões graves ou óbitos. Determine qual será o aumento da energia
cinética de um motociclista de massa 200kg que passa de uma velocidade de 10m/s para 20m/s.
45. Um vaso estava sobre o beiral de uma janela, a 5 metros do chão. Uma pessoa distraída esbarra
no vaso, que cai da janela e atinge o chão. Qual a velocidade do vaso ao chegar ao solo? Nesta situação desconsidere a resistência do ar e considere g = 10 m/s².
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46. Um projétil é disparado do chão verticalmente com uma velocidade de 20,0 m/s. A que altura
ele estará, quando a sua velocidade for de 8,0 m/s? Considere que a perda de energia, devido ao
atrito com o ar, equivale a 20% da energia potencial gravitacional adquirida pelo projétil. Tome g =
10m/s².
(A) 21,0 m. (B) 14,0 m. (C) 8,50 m. (D) 12,0 m. (E) 23,5 m.
47. Antes dos computadores e celulares com jogos eletrônicos, era nos fliperamas que a maioria dos
jovens tinham acesso a esses tipos de jogos. Um dos mais comuns era o “pinball”. O objetivo era
lançar uma bolinha mecanicamente (pela compressão de uma mola) e evitar que ela caísse em um
buraco utilizando duas “palhetas”. Considere que, para realizar o lançamento de uma bolinha de 100
g, a mola de constante 400 N/m sofra uma compressão de 0,05 m. Qual a energia potencial elástica
acumulada pela mola? Com a energia elástica da mola, qual a velocidade máxima atingida pela bolinha?
48. Avalia-se que 25% da energia fornecida pelos alimentos é destinada, pelo nosso organismo,
para atividades físicas. A energia restante destina-se à manutenção das funções vitais, como a respiração e a circulação sanguínea, ou é dissipada na forma de calor, através da pele. Uma barra de chocolate de 100 g pode fornecer ao nosso organismo cerca de 470 kcal. Suponha que uma pessoa de
massa 70 kg quisesse consumir a parcela disponível da energia fornecida por essa barra, para subir
uma escadaria. Sabendo-se que cada andar tem 3 m de altura, admitindo-se g = 10 m/s2 e sendo 1,0
cal = 4,2 J, pode-se afirmar que o número de andares que essa pessoa deveria subir é, aproximadamente, de:
(A) 700 (B) 480 (C) 300 (D) 235 (E) 100
49. Um skatista brinca numa rampa de skate conhecida por “half pipe”. Essa pista tem como corte
transversal uma semicircunferência de raio 3 metros, conforme mostra a figura. O atleta, saindo do
extremo A da pista com velocidade de 4 m/s, atinge um ponto B de altura máxima h.
Desconsiderando a ação de forças dissipativas e adotando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, o
valor de h, em metros, é de
50. Um dos marcos da história ocidental da bicicleta é a criação do "celerídero". Um brinquedo
constituído de duas rodas alinhadas, sem pedais, feito todo de madeira, sem controle de propulsão
ou de direção. Para mover-se era necessário que alguém empurrasse ou que estivesse em uma descida. O fato do celerídero necessitar de uma descida para obter movimento está relacionado ao conceito de transformação da energia mecânica. Considerando a dissipação de energia mecânica, em
uma descida temos a conversão de:
(A) energia cinética em energia potencial gravitacional
(B) energia térmica em energia potencial elástica
(C) energia potencial elástica em energia cinética
(D) energia potencial gravitacional em energia cinética e energia dissipada.
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(E) enregia potencial gravitacional em energia potencial elástica e energia dissipada.
51. Em sistemas conservativos, podemos ter a transformação da energia cinética em energia potencial sem alteração da energia mecânica. Na figura abaixo temos um esquema de uma montanha russa que pode ser considerada como um sistema conservativo. Utilizando a linha verde como referencial do sistema e considerando que no ponto A o corpo para por um instante antes
de iniciar a descida, podemos afirmar que as energias mecânicas presentes nos pontos A, B, C e D
são, respectivamente:
(A) potencial, cinética + potencial, cinética e potencial.
(B) potencial, cinética + potencial, cinética e cinética.
(C) potencial, cinética + potencial, cinética e potencial + cinética.
(D) cinética, cinética + potencial, cinética e potencial.
(E) potencial, cinética, cinética e potencial.
52. Os celulares são indispensáveis nos dias de hoje para a maioria da população, especialmente
urbana. Com o objetivo de vender mais, as fábricas de celulares tem investido em pesquisas que
tornem os celulares cada vez mais completos e resistentes. Considere um celular de 100g que cai do
bolso da calça de um estudante a uma altura de 80cm do chão. Qual a velocidade com que o celular
chega ao chão? Desconsidere a resistência do ar e utilize g = 10m/s².
53. Em sistemas dissipativos, temos a realização de trabalho das forças resistivas, como por exemplo o arrasto do ar e o atrito. Assim, nestes sistemas a energia mecânica no início do movimento
será diferente da energia mecânica no final do movimento. Considere que uma bola cai de uma altura de 1m. Sabendo que, na queda 20%, da energia mecânica é perdida, podemos afirmar que a velocidade com que a bola sobe após o impacto com o chão é de: (g = 10m/s²)
(A) 4m/s. (B) 10m/s. (C) 12m/s. (D) 14 m/s. (E) 25m/s.
54. Quando um corredor de 100 m rasos parte do repouso e começa a ganhar velocidade para completar a prova, ao longo do caminho, sua energia cinética aumenta de valor. Isso não contraria a Lei
da Conservação da Energia?
55. Dois carros idênticos (mesma massa) estão com velocidade de 100 km/h. Eles possuem a mesma quantidade de movimento? Justifique sua resposta.
56. Um paraquedista cai com velocidade constante. Durante a queda, permanecem constantes sua
(A) energia potencial gravitacional e energia cinética.
(B) energia potencial gravitacional e aceleração.
(C) energia mecânica e aceleração.
(D) energia cinética e quantidade de movimento.
(E) energia potencial gravitacional e quantidade de movimento.
57. De que formas o impulso de uma força pode ter seu módulo aumentado?
58. Uma funcionária de um supermercado, com massa de 60 kg, utiliza patins para se movimentar
no interior da loja. Imagine que ela se desloque de um ponto a outro, sob a ação de uma força F
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constante, durante um intervalo de tempo de 2,0 s, com uma aceleração constante de 3,0 m/s². Calcule o valor do impulso produzido por esta força F. (Despreze a ação do atrito e considere toda a
massa corpórea concentrada no centro de massa dessa pessoa).
59. Uma menina deixa cair uma bolinha de massa de modelar que se choca verticalmente com o
chão e para; a bolinha tem massa 10 g e atinge o chão com velocidade de 3,0 m/s. Calcule o impulso exercido pelo chão sobre essa bolinha. Indique, também o sentido.
60. Uma bola de massa 0,5 kg, movendo-se a 6,0 m/s, é rebatida por um jogador, passando a se mover com velocidade de 8,0 m/s, numa direção perpendicular à direção inicial de seu movimento.
Calcule o impulso que o jogador imprime à bola.
61. Em uma cobrança de penalidade máxima, estando a bola de futebol inicialmente em repouso,
um jogador lhe imprime a velocidade de aproximadamente 108 km/h. Sabe-se que a massa da bola
é de cerca de 500 g e que, durante o chute, o pé do jogador permanece em contato com ela por cerca
de 0,015 s. Calcule a força média que o pé do jogador aplica na bola.
62. Considere a situação em que um homem e uma caixa repousam frente a frente sobre uma superfície horizontal sem atrito. A resistência do ar no local é desprezível. Sabe-se que a massa do homem é de 100 kg, enquanto que a massa da caixa é de 50 kg. Num dado instante, o homem empurra
a caixa, que passa a se mover em linha reta com velocidade escalar igual a 8 m/s. Nestas circunstâncias, qual é o módulo da velocidade de recuo do homem após empurrar a caixa?
63. Suponha que o esquilo do filme A Era do Gelo tenha desenvolvido uma técnica para recolher
nozes durante o percurso para sua toca. Ele desliza por uma rampa até atingir uma superfície plana
com velocidade de 10 m/s. Uma vez nessa superfície, o esquilo passa a apanhar nozes em seu percurso. Todo o movimento se dá sobre o gelo, de forma que o atrito pode ser desprezado. A massa do
esquilo é de 600 g e a massa de uma noz é de 40 g.
a) Qual é a velocidade do esquilo após colher 5 nozes?
b) Calcule a variação da energia cinética do conjunto formado pelo esquilo e pelas nozes entre o
início e o final da coleta das 5 nozes.
64. Em um jogo de bolinhas de gude, após uma pontaria perfeita, um garoto lança uma bolinha A de
massa 10 g, que rola com velocidade constante de 1,5 m/s sobre o solo horizontal, em linha reta, no
sentido da direita. Ela choca-se frontalmente contra outra bolinha B, de massa 20 g que estava parada. Devido ao impacto, a bolinha B parte com velocidade de 1 m/s, para a direita.
Pode-se afirmar que, após a colisão, a bolinha A
(A) permanece para na posição da colisão.
(B) continua movendo-se para a direita, com velocidade de módulo 0,50 m/s.
(C) continua movendo-se para a direita, com velocidade de módulo 0,25 m/s.
(D) passa a se mover para a esquerda, com velocidade de módulo
0,25 m/s.
(E) passa a se mover para a esquerda, com velocidade de módulo
0,50 m/s.
65. Um corpo A, de massa
= 6,0 kg e velocidade
= 15 m/s, colide com um outro corpo B, de
massa
= 4,0 kg e velocidade
= 10 m/s, que se move na mesma direção e no mesmo sentido.
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Sabendo-se que a colisão foi perfeitamente inelástica, a velocidade dos corpos, após a colisão, é
igual a?
66. Um caminhão, parado em um semáforo, teve sua traseira atingida por um carro. Logo após o
choque, ambos foram lançados juntos para frente, com uma velocidade estimada de 5 m/s, na mesma direção em que o carro vinha. Sabendo-se que a massa do caminhão era cerca de três vezes a
massa do carro, foi possível concluir que o carro, no momento da colisão, trafegava a uma velocidade aproximada de:
(A) 72 km/h (B) 60 km/h (C) 54 km/h (D) 36 km/h (E) 18 km/h
67. Um mergulhador está submerso no mar a uma profundidade de 10m, num local onde a pressão
atmosférica é
. A densidade da água do mar é
e a aceleração
da gravidade local é
. Determine a pressão suportada pelo mergulhador.
Texto para as questões 68 e 69:
AQUAMAN, super-herói das histórias em quadrinhos da Empresa DC Comics, surgiu no ano de
1940, em um ambiente pouco explorado pelo homem devido às grandes pressões envolvidas, o oceano.
"Aquaman tem uma série de poderes sobre-humanos, a maioria dos quais derivam de que ele está
adaptado a viver nas profundezas do oceano. Ele tem capacidade de respirar debaixo d'água. Ele
possui resistência sobre-humana alta o suficiente para permanecer sem danos pela imensa pressão e
temperatura e pela temperatura fria do oceano." (Wikipédia).
68. Qual é a pressão exercida sobre o Aquaman quando ele está a uma profundidade de 3000 m no
mar? Considere a densidade da água do mar igual 1,03 g/cm³.
69. Caso ele perceba que há alguém em perigo a uma profundidade de 1500 m, em relação ao nível
do mar, qual seria a diferença de pressão exercida sobre o corpo do Aquaman caso ele atenda esse
chamado?
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