lista complementar de física 07 – gravitação, equilíbrio e hidrostática

Lista Complementar de Física – Prof. Roni
1 – Em setembro de 2010, Júpiter atingiu a menor distância da Terra em muitos anos. As figuras abaixo
ilustram a situação de maior afastamento e a de maior aproximação dos planetas, considerando que suas
órbitas são circulares, que o raio da órbita terrestre (RT ) mede 1,5  1011m e que o raio da órbita de
11
Júpiter (RJ ) equivale a 7,5  10 m .
De acordo com a terceira lei de Kepler, o período de revolução e o raio da órbita desses planetas em
2
T 
R 
torno do Sol obedecem à relação  J    J 
 TT 
 RT 
3
em que em que TJ e TT são os períodos de Júpiter
e da Terra, respectivamente. Considerando as órbitas circulares representadas na figura, o valor de
TJ em anos terrestres é mais próximo de:
a) 0,1. b) 5. c) 12. d) 125.
2 – No sistema solar, Netuno é o planeta mais distante do Sol e, apesar de ter um raio 4 vezes maior e
uma massa 18 vezes maior do que a Terra, não é visível a olho nu. Considerando a Terra e Netuno
esféricos e sabendo que a aceleração da gravidade na superfície da Terra vale 10 m/s 2, pode-se afirmar
que a intensidade da aceleração da gravidade criada por Netuno em sua superfície é, em m/s 2,
aproximadamente,
a) 9. b) 11. c) 22. d) 36. e) 45.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Nesta prova, quando necessário, adote os seguintes valores:
Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 .
Constante da gravitação universal: G = 6 x 10−11 N m2 / kg2 .
Velocidade do som no ar: v = 340 m/s .
Massa da Terra: M = 6 x 1024 kg.
Constante π = 3.
3 – Os satélites artificiais são uma conquista da tecnologia moderna e os seus propósitos são variados.
Existem satélites com fins militares, de comunicação, de monitoramento etc. e todo satélite tem uma
órbita e uma velocidade orbital bem determinadas. Nesse contexto, considere um satélite de comunicação
que descreve uma órbita circular em torno da Terra com um período de revolução de 8 x10 4 s. Com base
nessas informações e desprezando o movimento da Terra, é correto afirmar que esse satélite gira em
torno da Terra com uma velocidade orbital de:
a) 1000 m/s b) 1500 m/s c) 2000 m/s d) 3000 m/s e) 3500 m/s
4 – Uma barra de peso desprezível está sobre um apoio situado no meio dela. Aplicam-se 3 forças sobre
a barra, como indicado na figura
Dados: considere cos 30º = 0,86 e sem 30º = 0,5.
Para que a barra esteja em equilíbrio, o valor de F, em newtons, vale:
a) 17,2 b) 12,7 c) 10,0 d) 20,0 e) 18,0
5 – Três adolescentes, José, Ana e Lúcia, pesando, respectivamente, 420 N, 400 N e 440 N, estão
sentados sobre uma gangorra. A gangorra é de material homogêneo, e seu ponto central O está apoiado
em um suporte. De um lado da gangorra estão José e Ana, distantes do ponto O, respectivamente, 1,0 m
e 1,7 m, equilibrando a gangorra na horizontal com Lúcia do outro lado. Nestas condições, desprezando
efeitos devidos às dimensões dos jovens, a distância de Lúcia ao ponto O é igual a
a) 3,0 m b) 1,0 m c) 2,7 m d) 2,5 m e) 1,7 m
6 – Um bloco de peso P é suspenso por dois fios de massa desprezível, presos a paredes em A e B,
como mostra a figura adiante. Pode-se afirmar que o módulo da força que tenciona o fio preso em B, vale:
a)
P
P
. b)
. c) P. d)
2
2
2P . e) 2 P.
7 – No esquema representado, o homem exerce sobre a corda uma força de 120 N e o sistema ideal se
encontra em equilíbrio. O peso da carga Q é:
a) 120 N. b) 200 N. c) 240 N. d) 316 N. e) 480 N.
8 – Uma pequena esfera de massa igual a 4,0 g, carregada eletricamente, está suspensa por uma corda.
Sob a ação de uma força elétrica horizontal, a corda se desloca até que atinge o equilíbrio ao formar um
ângulo de 37° com a vertical.
Sabendo que cos 37° = 0,80 e sen 37° = 0,60, a intensidade da força elétrica e a tensão na corda são,
respectivamente:
a) 70 N e 56 N b) 30 N e 50 N c) 7,0 N e 5,6 N d) 3,0 N e 5,0 N e) 3,0 x 10-2 N e 5,0 x 10-2 N
9 – A diferença de pressão máxima que o pulmão de um ser humano pode gerar por inspiração é em
torno de
0,1 105 Pa ou 0,1 atm. Assim, mesmo com a ajuda de um snorkel (respiradouro), um
mergulhador não pode ultrapassar uma profundidade máxima, já que a pressão sobre os pulmões
aumenta à medida que ele mergulha mais fundo, impedindo-os de inflarem.
Considerando a densidade da água ρ  10 kg / m e a aceleração da gravidade g  10m / s , a
profundidade máxima estimada, representada por h, a que uma pessoa pode mergulhar respirando com a
ajuda de um snorkel é igual a:
3
a)
3
2
1,1 102 m . b) 1,0  102 m . c) 1,1 101m . d) 1,0  101m . e) 1,0  100 m .
10 – A aparelhagem mostrada na figura abaixo é utilizada para calcular a densidade do petróleo. Ela é
composta de um tubo em forma de U com água e petróleo.
Dados: considere a densidade da água igual a 1.000kg / m
3
3
Considere h = 4 cm e d = 5 cm. Pode-se afirmar que o valor da densidade do petróleo, em kg / m , vale:
a) 400 b) 800 c) 600 d) 1200 e) 300
11 – (Puc-rio – 2009)
Um bloco de massa m = 9000 kg é colocado sobre um elevador hidráulico como mostra a figura anterior.
A razão entre o diâmetro do pistão (DP) que segura a base do elevador e o diâmetro (D F) onde se deve
aplicar a força F é de DP /DF = 30. Encontre a força necessária para se levantar o bloco com velocidade
constante. Considere g = 10 m/s2 e despreze os atritos.
a) 100 N b) 300 N c) 600 N d) 900 N e) 1000 N
12 – O macaco hidráulico consta de dois êmbolos: um estreito, que comprime o óleo, e outro largo, que
suspende a carga. Um sistema de válvulas permite que uma nova quantidade de óleo entre no
mecanismo sem que haja retorno do óleo já comprimido. Para multiplicar a força empregada, uma
alavanca é conectada ao corpo do macaco.
Tendo perdido a alavanca do macaco, um caminhoneiro de massa 80 kg, usando seu peso para
pressionar o êmbolo pequeno com o pé, considerando que o sistema de válvulas não interfira
significativamente sobre a pressurização do óleo, poderá suspender uma carga máxima, em kg, de
Dados:
diâmetro do êmbolo menor = 1,0 cm
diâmetro do êmbolo maior = 6,0 cm
aceleração da gravidade = 10 m/s2
a) 2 880. b) 2 960. c) 2 990. d) 3 320. e) 3 510.
13 – Um corpo em formato esférico flutua na água com 1/8 de seu volume emerso. Sabendo-se que a
densidade da água é de 1 g/cm3, logo, a densidade desta esfera será:
a) 0,785 g/cm3 b) 0,875 g/cm3 c) 0,625 g/cm3 d) 0,565 g/cm3 e) 0,885 g/cm3
14 – Uma esfera de volume V é pendurada na extremidade de uma mola de constante elástica K, fazendo
com que a mola estique uma quantidade X (como mostra a figura a seguir). A esfera é, então, mergulhada
em um recipiente com um líquido, fazendo com que a mola passe a ficar esticada de um valor Y. Sendo g
o módulo da aceleração da gravidade, a densidade do líquido é:
a)
K(X  Y)
gV
b)
K(X  Y)
gV
Gabarito:
1–C
2–B 3–D
13 – B
14 – B
c)
4–A
KX
gV
d)
5–D
KY
gV
6–D
7–B
8–E
9–E
10 – B
11 – A
12 – A