1. (G1 - ifsc 2016) Joana, uma dedicada agricultora
Propaganda
SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE 1. (G1 - ifsc 2016) Joana, uma dedicada agricultora, colocou várias laranjas sobre uma mesa cuja altura é 0,80 m. Considerando que uma dessas laranjas caiu em queda livre, isto é, sem a interferência do ar, assinale a alternativa CORRETA. a) A laranja caiu com energia cinética constante. b) A laranja caiu com velocidade constante. c) A laranja caiu com aceleração constante. d) A laranja caiu com energia potencial constante. e) O movimento da laranja foi retilíneo e uniforme. 2. (Fmp 2016) Um jogador de futebol chuta uma bola sem provocar nela qualquer efeito de rotação. A resistência do ar é praticamente desprezível, e a trajetória da bola é uma parábola. Traça-se um sistema de eixos coordenados, com um eixo x horizontal e paralelo ao chão do campo de futebol, e um eixo y vertical com sentido positivo para cima. Na Figura a seguir, o vetor v0 indica a velocidade com que a bola é lançada (velocidade inicial logo após o chute). Abaixo estão indicados quatro vetores w1, w 2 , w 3 e w 4 , sendo w 4 o vetor nulo. Página 1 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Os vetores que descrevem adequada e respectivamente a velocidade e a aceleração da bola no ponto mais alto de sua trajetória são a) w1 e w 4 b) w 4 e w 4 c) w1 e w 3 d) w1 e w 2 e) w 4 e w 3 3. (G1 - cps 2016) Rasgando a terra, tal como a proa de um navio corta as águas, o arado em forma de cunha é uma ferramenta agrícola utilizada para revolver a terra, preparando-a para o cultivo. Para utilizá-lo, é necessária a tração de um animal. Enquanto ele é puxado pelo animal, uma pessoa segura seus dois manetes, orientando o movimento do arado. Página 2 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Na figura, pode-se notar o ângulo que as lâminas formam entre si, assim como o engate onde os arreios são fixados. Quando o arado representado na figura e engatado a um animal e esse animal se desloca para frente, os vetores que representam as direções e sentidos das forças com que as lâminas do arado empurram a terra, quando ele está em uso, estão melhor representados em Desconsidere a ação do atrito entre as lâminas e a terra. a) b) c) d) Página 3 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE e) 4. (Acafe 2016) Um homem foi ao mercado comprar 2 kg de arroz, 1kg de feijão e 2 kg de açúcar. Quando saiu do caixa utilizou uma barra de PVC para facilitar no transporte da sacola (figura 1). Quando chegou em casa reclamou para a mulher que ficou cansado, pois a sacola estava pesada. Tentando ajudar o marido, a esposa comentou que ele deveria na próxima vez trazer a sacola com as alças nas extremidades da barra de PVC (figura 2), pois assim faria menos força. Na semana seguinte, o homem foi ao mercado e comprou os mesmos produtos e carregou a sacola como a esposa havia aconselhado. A alternativa correta sobre a conclusão do homem é: a) Minha esposa está certa, pois a sacola continua com o mesmo peso da semana passada, no entanto, eu estou fazendo menos força para suportá-la. b) Minha esposa está errada, pois a sacola continua com o mesmo peso da semana passada e eu continuo fazendo a mesma força para suportá-la. c) Minha esposa está certa, pois estou fazendo menos força para suportar a sacola porque ela ficou mais leve. d) Minha esposa está errada, pois a sacola ficou mais pesada do que a da semana passada e eu estou fazendo mais força para suportá-la. 5. (G1 - ifsp 2016) O peso de um corpo depende basicamente da sua massa e da Página 4 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE aceleração da gravidade em um local. A tirinha a seguir mostra que o Garfield está tentando utilizar seus conhecimentos de Física para enganar o seu amigo. De acordo com os princípios da Mecânica, se Garfield for para esse planeta: a) ficará mais magro, pois a massa depende da aceleração da gravidade. b) ficará com um peso maior. c) não ficará mais magro, pois sua massa não varia de um local para outro. d) ficará com o mesmo peso. e) não sofrerá nenhuma alteração no seu peso e na sua massa. 6. (Pucmg 2015) O edifício mais alto do Brasil ainda é o Mirante do Vale com 51 andares e uma altura de 170 metros. Se gotas de água caíssem em queda livre do último andar desse edifício, elas chegariam ao solo com uma velocidade de aproximadamente 200 km / h e poderiam causar danos a objetos e pessoas. Por outro lado, gotas de chuva caem de alturas muito maiores e atingem o solo sem ferir as pessoas ou danificar objetos. Isso ocorre porque: a) quando caem das nuvens, as gotas de água se dividem em partículas de massas desprezíveis. b) embora atinjam o solo com velocidades muito altas, as gotas não causam danos por serem líquidas. c) as gotas de água chegam ao solo com baixas velocidades, pois não caem em queda livre devido ao atrito com o ar. d) as gotas de água têm massas muito pequenas e a aceleração da gravidade praticamente não afeta seus movimentos verticais. Página 5 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE 7. (Mackenzie 2015) Dois corpos A e B de massas mA 1,0 kg e mB 1,0 103 kg, respectivamente, são abandonados de uma mesma altura h, no interior de um tubo vertical onde existe o vácuo. Para percorrer a altura h, a) o tempo de queda do corpo A é igual que o do corpo B. b) o tempo de queda do corpo A é maior que o do corpo B. c) o tempo de queda do corpo A é menor que o do corpo B. d) o tempo de queda depende do volume dos corpos A e B. e) o tempo de queda depende da forma geométrica dos corpos A e B. 8. (Unesp 2015) A fotografia mostra um avião bombardeiro norte-americano B52 despejando bombas sobre determinada cidade no Vietnã do Norte, em dezembro de 1972. Durante essa operação, o avião bombardeiro sobrevoou, horizontalmente e com velocidade vetorial constante, a região atacada, enquanto abandonava as bombas que, na fotografia tirada de outro avião em repouso em relação ao bombardeiro, aparecem alinhadas verticalmente sob ele, durante a queda. Desprezando a resistência do ar e a atuação de forças horizontais sobre as bombas, é correto afirmar que: a) no referencial em repouso sobre a superfície da Terra, cada bomba percorreu uma trajetória parabólica diferente. b) no referencial em repouso sobre a superfície da Terra, as bombas estavam em movimento retilíneo acelerado. c) no referencial do avião bombardeiro, a trajetória de cada bomba é representada por um arco de parábola. Página 6 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE d) enquanto caíam, as bombas estavam todas em repouso, uma em relação às outras. e) as bombas atingiram um mesmo ponto sobre a superfície da Terra, uma vez que caíram verticalmente. 9. (Ifsul 2015) Duas pequenas esferas de massas diferentes são abandonadas simultaneamente da mesma altura, do alto de uma torre. Desprezando a resistência do ar, podemos afirmar que, quando estiverem a 5 metros do solo, ambas terão a mesma a) aceleração. b) quantidade de movimento. c) energia potencial. d) energia Mecânica. 10. (Uerj 2015) Em uma área onde ocorreu uma catástrofe natural, um helicóptero em movimento retilíneo, a uma altura fixa do chão, deixa cair pacotes contendo alimentos. Cada pacote lançado atinge o solo em um ponto exatamente embaixo do helicóptero. Desprezando forças de atrito e de resistência, pode-se afirmar que as grandezas velocidade e aceleração dessa aeronave são classificadas, respectivamente, como: a) variável − nula b) nula − constante c) constante − nula d) variável − variável 11. (Ufrgs 2015) Em uma região onde a aceleração da gravidade tem módulo constante, um projétil é disparado a partir do solo, em uma direção que faz um ângulo α com a direção horizontal, conforme representado na figura abaixo. Página 7 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Assinale a opção que, desconsiderando a resistência do ar, indica os gráficos que melhor representam, respectivamente, o comportamento da componente horizontal e o da componente vertical, da velocidade do projétil, em função do tempo. a) I e V. b) II e V. c) II e III. d) IV e V. e) V e II. 12. (Mackenzie 2015) Um zagueiro chuta uma bola na direção do atacante de seu time, descrevendo uma trajetória parabólica. Desprezando-se a resistência do ar, um torcedor afirmou que I. a aceleração da bola é constante no decorrer de todo movimento. II. a velocidade da bola na direção horizontal é constante no decorrer de todo movimento. III. a velocidade escalar da bola no ponto de altura máxima é nula. Assinale a) se somente a afirmação I estiver correta. b) se somente as afirmações I e III estiverem corretas. c) se somente as afirmações II e III estiverem corretas. d) se as afirmações I, II e III estiverem corretas. e) se somente as afirmações I e II estiverem corretas. 13. (G1 - cps 2015) Manuel Bandeira dá ritmo e musicalidade ao seu poema Trem de Ferro, imitando os sons produzidos por um trem. Página 8 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Café com pão Café com pão Café com pão Virge Maria que foi isso maquinista? Agora sim Café com pão Agora sim Voa, fumaça Corre, cerca Ai seu foguista Bota fogo Na fornalha Que eu preciso Muita força Muita força Muita força (trem de ferro, trem de ferro) Oô... Foge, bicho Foge, povo Passa ponte Passa poste Passa pasto Passa boi Passa boiada Passa galho Da ingazeira Debruçada No riacho Que vontade Página 9 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE De cantar! (...) (http://tinyurl.com/k78cyrf Acesso em: 31.07.2014.) No poema, o referencial escolhido por Manuel Bandeira, de acordo com a Física Clássica, não é ideal, pois interpretamos forças (falsas) em alguns objetos que de fato não a sofrem. Suponha que a estrada de ferro é retilínea e que a força que move o trem refere-se a uma força resultante e diferente de zero. Tendo como referencial o foguista, sentado em sua cadeira na cabine da locomotiva, deve-se interpretar o trem em ____________________ e o poste citado no verso “passa poste” em ____________________. As expressões que completam corretamente a frase anterior, na ordem em que aparecem, são a) repouso ... movimento com velocidade variável. b) repouso ... movimento com velocidade constante. c) movimento com velocidade variável ... repouso. d) movimento com velocidade constante ... repouso. e) movimento com velocidade variável ... movimento com velocidade variável. 14. (Uece 2015) Um elevador, durante os dois primeiros segundos de sua subida, sofre uma aceleração vertical para cima e de módulo 1m s2 . Sabe-se que também age sobre o elevador a força da gravidade, cuja aceleração associada é 10m s2 . Durante esses dois primeiros segundos do movimento, a aceleração resultante no elevador é, em m s2 , a) 1. b) 10. c) 9. d) 11. 15. (Uece 2015) Duas massas iguais são presas entre si por uma mola ideal que Página 10 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE obedece à lei de Hooke. Considere duas situações: (i) a mola é comprimida a 50% de seu tamanho original; e (ii) a mola é distendida de 50% de seu comprimento original. O termo tamanho original se refere à mola sem compressão nem distensão. Sobre a energia elástica armazenada na mola nas situações (i) e (ii), é correto afirmar que a) é a mesma nos dois casos. b) é maior no caso (i). c) é maior no caso (ii). d) é nula em um dos casos. 16. (G1 - cftmg 2015) Uma garota lança uma pedra verticalmente para cima. Sendo a, o módulo da aceleração e v, o módulo da velocidade da mesma, no ponto mais alto de sua trajetória, é correto afirmar que v é ___________ a (de) zero, se a for ___________ a (de) zero. Os termos que completam de forma correta e, respectivamente, as lacunas são a) igual, igual b) igual, diferente c) diferente, igual d) diferente, diferente 17. (Upf 2014) Considere um vagão deslocando-se em uma trajetória retilínea com velocidade constante e igual a 5 m/s. Um observador, A, dentro dele, lança uma pedra verticalmente para cima. Um outro observador, B, do lado de fora do vagão e em repouso em relação à Terra, observa o vagão passar. Sendo VA e VB, respectivamente, as velocidades da pedra no ponto mais alto de sua trajetória em relação a cada observador, pode-se concluir que: a) VA = 0 e VB = 0 b) VA = 0 e VB = 5 m/s c) VA = 5 m/s e VB = 0 d) VA = 5 m/s e VB = 5m/s e) VA = 0 e VB = 10 m/s Página 11 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE 18. (G1 - ifce 2014) Quando soltamos de uma determinada altura e, ao mesmo tempo, uma pedra e uma folha de papel, a) a pedra e a folha de papel chegariam juntas ao solo, se pudéssemos eliminar o ar que oferece resistência ao movimento. b) a pedra chega ao solo primeiro, pois os corpos mais pesados caem mais rápido sempre. c) a folha de papel chega ao solo depois da pedra, pois os corpos mais leves caem mais lentamente sempre. d) as duas chegam ao solo no mesmo instante sempre. e) é impossível fazer este experimento. 19. (G1 - cps 2014) Para os passageiros experimentarem a sensação equivalente à “gravidade zero”, um avião adaptado sobe vertiginosamente (figura 1) para, depois, iniciar uma descida brusca que dura apenas alguns segundos. Durante essa descida brusca, a velocidade horizontal mantém-se constante, variando apenas a velocidade vertical. Na parte central desse avião, há um espaço vazio onde os passageiros, deitados no chão, aguardam o mergulho da aeronave. No momento do mergulho, cada passageiro perde o contato com o piso da aeronave, podendo movimentar-se como um astronauta a bordo de uma nave em órbita (figura 2). Página 12 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE A situação mostrada na figura 2 é possível devido a) ao ganho de inércia do avião. b) ao ganho de peso dos passageiros. c) à perda de massa dos passageiros. d) à igualdade entre a inércia do avião e a inércia dos passageiros. e) à igualdade entre a aceleração do avião e a aceleração da gravidade. 20. (Udesc 2014) Uma pessoa do alto de um prédio solta uma bola e mede o módulo da posição da bola em função do tempo. A figura, abaixo, mostra o esboço do gráfico da posição em relação ao tempo. Assinale a alternativa que representa o esboço dos gráficos em relação à velocidade tempo e à aceleração tempo, respectivamente. a) Página 13 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE b) c) d) e) 21. (G1 - cftmg 2014) Um foguete de brinquedo é lançado verticalmente para cima devido à ação de uma força propulsora. Desprezando-se a resistência do ar, no instante em que o combustível acaba, esse foguete ____________ em movimento retilíneo ______________. Os termos que preenchem, corretamente, as lacunas são a) sobe, acelerado. Página 14 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE b) sobe, retardado. c) desce, uniforme. d) desce, acelerado. 22. (Enem PPL 2014) Na Antiguidade, algumas pessoas acreditavam que, no lançamento obliquo de um objeto, a resultante das forças que atuavam sobre ele tinha o mesmo sentido da velocidade em todos os instantes do movimento. Isso não está de acordo com as interpretações científicas atualmente utilizadas para explicar esse fenômeno. Desprezando a resistência do ar, qual é a direção e o sentido do vetor força resultante que atua sobre o objeto no ponto mais alto da trajetória? a) Indefinido, pois ele é nulo, assim como a velocidade vertical nesse ponto. b) Vertical para baixo, pois somente o peso está presente durante o movimento. c) Horizontal no sentido do movimento, pois devido à inércia o objeto mantém seu movimento. d) Inclinado na direção do lançamento, pois a força inicial que atua sobre o objeto é constante. e) Inclinado para baixo e no sentido do movimento, pois aponta para o ponto onde o objeto cairá. 23. (Uerj 2014) A imagem abaixo ilustra uma bola de ferro após ser disparada por um canhão antigo. Desprezando-se a resistência do ar, o esquema que melhor representa as forças que atuam sobre a bola de ferro é: Página 15 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE a) b) c) d) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: INSTRUÇÃO: A(s) questão(ões) é(são) contextualizada(s) pelo texto abaixo. A Reforma da Natureza Quando 2a guerra da Europa terminou, os ditadores, reis e presidentes cuidaram da 11 discussão da paz. Reuniram-se num campo aberto, 3sob uma grande barraca de pano, porque já não havia cidades: todas haviam sido arrasadas pelos 4bombardeios aéreos. E puseram-se a discutir, mas por mais que discutissem não saía paz nenhuma. Parecia a continuação da guerra, com palavrões em vez de granadas e 1perdigotos em vez de balas de fuzil. Foi então que o Rei Carol da Romênia se levantou e disse: – Meus senhores, a paz não sai porque somos todos aqui representantes de países e cada um de nós 5puxa a brasa para a sua sardinha. Ora, 6a brasa é uma só e as sardinhas são muitas. Ainda que discutamos durante um século, 12 não haverá acordo possível. O meio de arrumarmos a situação é convidarmos para esta conferência alguns representantes da humanidade. Só essas criaturas poderão propor uma paz que, satisfazendo toda a humanidade, também satisfaça aos povos, porque a humanidade é um todo do qual os povos são as partes. Ou melhor: a humanidade é uma laranja da qual os povos são os gomos. Página 16 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Essas palavras profundamente sábias muito impressionaram aqueles homens. Mas onde encontrar criaturas que representassem a humanidade e não viessem com as mesquinharias das que só representam povos, isto é, gomos da humanidade? O 7Rei Carol, depois de cochichar com o 8General de Gaulle, prosseguiu no seu discurso. – Só conheço – disse ele – duas criaturas em condições de representar a humanidade, porque são as mais humanas do mundo e também são grandes estadistas. A pequena república que elas governam sempre nadou na maior felicidade. 9 Mussolini, enciumado, levantou o queixo. – Quem são essas maravilhas! – Dona Benta e tia Nastácia – respondeu o Rei Carol – as duas respeitáveis matronas que governam o Sítio do Picapau Amarelo, lá na América do Sul. Proponho que a Conferência mande buscar as duas maravilhas para que nos ensinem o 13 segredo de bem governar os povos. – Muito bem! – aprovou o 10 Duque de Windsor, que era o representante dos ingleses. A Duquesa me leu a história desse maravilhoso pequeno país, um verdadeiro paraíso na terra, e também estou convencido de que unicamente pelo meio da sabedoria de Dona Benta e do bom senso de tia Nastácia o mundo poderá ser consertado. No dia em que o planeta ficar inteirinho como é o sítio, não só teremos paz eterna como a mais perfeita felicidade. Os grandes ditadores e os outros chefes da Europa nada sabiam do sítio. Admiraram se daquelas palavras e pediram informações. O Duque de Windsor começou a contar, desde o começo, as famosas brincadeiras de Narizinho, Pedrinho e Emília no Picapau Amarelo. [...] Eis explicada a razão do convite a Dona Benta, tia Nastácia e o Visconde de Sabugosa para irem representar a Humanidade e o Bom Senso na Conferência da Paz de 1945. LOBATO, Monteiro. Obra infantil completa. Vol. 10 – A chave do tamanho; A reforma da natureza. São Paulo: Brasiliense, 1991. p. 1185-6. (Adaptado) 1. Perdigoto é “uma gota de saliva” (Dicionário Aulete. Disponível em <http://aulete.uol.com.br>. Acesso em 10 out. 2013.) Página 17 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE 24. (Ucs 2014) Os bombardeios aéreos (ref. 4) atingiram o status de estratégia fundamental nas guerras por inicialmente debilitarem a infraestrutura de um lugar para possibilitar uma invasão mais fácil pelas tropas de infantaria. Existem vários aspectos sobre os bombardeios. Um deles é que a) uma área total de 3 000 000 km2 devastada, no período de 1 ano, por bombas que individualmente destroem uma área de 2 500 m2 , foi atingida por 8 delas lançadas por dia. b) uma bomba de 150 kg, durante a queda, aumenta a sua velocidade, mas não o seu peso, que é de 1 500 N, considerando a aceleração da gravidade como constante e igual a 10 m / s2 . c) os alvos estratégicos para o bombardeio são as prefeituras, pois sua destruição interrompe todas as outras atividades de uma grande cidade, inclusive a distribuição de água e o saneamento básico. d) os bombardeios aéreos alemães sobre a Inglaterra motivaram os ingleses a desenvolverem o radar, um instrumento que usa a reflexão de ondas sonoras, pois elas são uma combinação de campos elétricos e magnéticos. e) os bombardeios alemães sobre Londres, Paris e outras importantes cidades da Inglaterra e da França foram um dos principais fatores que incentivaram as grandes migrações de ingleses e franceses para o Rio Grande do Sul, entre 1940 e 1945. 25. (Ufsm 2013) Um trem de passageiros passa em frente a uma estação, com velocidade constante em relação a um referencial fixo no solo. Nesse instante, um passageiro deixa cair sua câmera fotográfica, que segurava próxima a uma janela aberta. Desprezando a resistência do ar, a trajetória da câmera no referencial fixo do trem é ___________, enquanto, no referencial fixo do solo, a trajetória é ___________. O tempo de queda da câmera no primeiro referencial é ___________ tempo de queda no outro referencial. Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas. a) parabólica — retilínea — menor que o b) parabólica — parabólica — menor que o c) retilínea — retilínea — igual ao d) retilínea — parabólica — igual ao Página 18 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE e) parabólica — retilínea — igual ao 26. (Uerj 2013) Três blocos de mesmo volume, mas de materiais e de massas diferentes, são lançados obliquamente para o alto, de um mesmo ponto do solo, na mesma direção e sentido e com a mesma velocidade. Observe as informações da tabela: Material bloco do Alcance do lançamento chumbo A1 ferro A2 granito A3 A relação entre os alcances A1, A2 e A3 está apresentada em: a) A1 > A2 > A3 b) A1 < A2 < A3 c) A1 = A2 > A3 d) A1 = A2 = A3 27. (Uern 2013) Antes de empurrar uma estante apoiada em uma superfície plana de uma sala, uma pessoa decide retirar os livros do seu interior. Dessa maneira, a força que irá reduzir, juntamente com o atrito, durante o deslocamento do móvel, é conhecida como força a) normal. b) elástica. c) de tração. d) centrípeta. 28. (G1 - utfpr 2013) Analise as alternativas e marque a única que apresenta grandezas físicas vetoriais. a) Comprimento, aceleração, massa e temperatura. b) Força, tempo, energia e velocidade. c) Deslocamento, força, velocidade e peso. d) Peso, deslocamento, massa e aceleração. Página 19 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE e) Temperatura, velocidade, massa e peso. 29. (G1 - cps 2012) A cidade de Pisa, na Itália, teria sido palco de uma experiência, hoje considerada fictícia, de que Galileu Galilei, do alto da famosa torre inclinada, teria abandonado, no mesmo instante, duas esferas de diâmetros muito próximos: uma de madeira e outra de ferro. O experimento seria prova de que, em queda livre e sob a mesma influência causada pelo ar, corpos de a) mesmo volume possuem pesos iguais. b) maior peso caem com velocidades maiores. c) massas diferentes sofrem a mesma aceleração. d) materiais diferentes atingem o solo em tempos diferentes. e) densidades maiores estão sujeitos a forças gravitacionais menores. 30. (G1 - ifce 2012) Uma pequena esfera de massa m, peso P e raio r é deixada cair no ar, próximo à superfície da Terra. Verifica-se que, do ponto A em diante, sua velocidade permanece constante (ver figura). Página 20 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE O módulo da força resultante e da aceleração da esfera imediatamente após ser largada são a) Zero; g. b) Zero; zero. c) P; zero. d) P; g. e) P/2; g. Página 21 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Gabarito: Resposta da questão 1: [C] A laranja caiu com aceleração constante, igual à aceleração da gravidade. Resposta da questão 2: [D] No lançamento oblíquo com ausência de atrito com o ar, podemos dividir o movimento nos eixos vertical e horizontal, usando as componentes da velocidade nestes eixos v x e v y , conforme a figura abaixo: Assim, temos no eixo vertical um movimento de lançamento vertical em que a aceleração é dada pela gravidade local e no eixo horizontal um movimento retilíneo uniforme em que a velocidade em x é sempre constante. Observa-se que no ponto mais alto da trajetória a velocidade em y é nula e a velocidade horizontal representa a velocidade da bola neste ponto, enquanto que a aceleração é a mesma em todos os pontos do movimento, sendo constante e apontando para baixo. Logo, a alternativa correta é letra [D]. Resposta da questão 3: [B] A força normal é sempre perpendicular à superfície de apoio. Página 22 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Resposta da questão 4: [B] O peso da sacola de compras, tanto da figura 1 como da figura 2 são exatamente iguais, pois o mesmo não é modificado pelo fato de segurar de forma diferente, portanto a esposa está errada. Agora, a pressão aplicada no bastão é maior para a figura 1 em relação à figura 2, e esta sim é capaz de se alterar devido à área de contato ser diferente em ambas as posições, sendo a pressão dada pela razão entre a força e a área de contato, quanto menor for a área de contato maior será a pressão. Resposta da questão 5: [C] Mudando-se para um planeta de menor gravidade, o peso de Garfield será menor, mas sua massa permanecerá a mesma. Resposta da questão 6: [C] A queda da gota é, no início, um movimento acelerado. À medida que ela vai caindo, a força de resistência do ar vai aumentando com a velocidade até atingir a mesma intensidade do seu peso. Nesse ponto, a gota atinge sua velocidade limite, terminando a queda em movimento uniforme, com velocidade em torno de 30 km/h, insuficiente para causar danos a objetos ou pessoas. Resposta da questão 7: [A] Se o corpo está em queda livre, a resultante das forças sobre ele é seu próprio peso. Aplicando a segunda lei de Newton a essa situação: R P m a m g a g. A aceleração de queda independe da massa e é igual a aceleração da gravidade. Calculando o tempo de queda: h g 2 t t 2 2h . g Página 23 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Consequentemente, o tempo de queda também independe da massa. Portanto, o tempo de queda é o mesmo para os dois corpos. Resposta da questão 8: [A] Como o avião bombardeiro tem velocidade horizontal constante, as bombas que são abandonadas têm essa mesma velocidade horizontal, por isso estão sempre abaixo dele. No referencial do outro avião que segue trajetória paralela à do bombardeiro, o movimento das bombas corresponde a uma queda livre, uma vez que a resistência do ar pode ser desprezada. A figura mostra as trajetórias parabólicas das bombas B1, B2, B3 e B4 abandonadas, respectivamente, dos pontos P1, P2 , P3 e P4 no referencial em repouso sobre a superfície da Terra. Resposta da questão 9: [A] A situação ilustra a queda livre na qual os corpos abandonados de uma certa altura no campo gravitacional terrestre estão sujeitos à uma aceleração constante em todos os pontos do movimento. Essa altura não deve ser muito grande quando comparada ao raio da Terra, pois a rigor, a aceleração da gravidade varia com a altura, mas para a altura da torre praticamente temos a aceleração constante. A aceleração mudaria se a altura tivesse a ordem de grandeza de quilômetros. As outras alternativas apresentadas dependem da massa dos corpos e como estas são diferentes as grandezas também serão. Resposta da questão 10: [C] Página 24 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Depois de lançado, a componente horizontal da velocidade vetorial do pacote não mais se altera, pois não há forças aplicadas no pacote nessa direção. Ou seja, nessa direção o movimento é retilíneo e uniforme. Se cada pacote lançado atinge o solo em um ponto exatamente embaixo do helicóptero, então a aeronave também está em MRU, sendo, então, constante a velocidade e nula e aceleração. Resposta da questão 11: [B] As equações dessas componentes são: v x constante reta horizontal gráfico II . v y v 0y g t reta decrescente gráfico V . Resposta da questão 12: [E] [I] Correta. Se a resistência do ar é desprezível, durante todo o movimento a aceleração da bola é a aceleração da gravidade. [II] Correta. A resultante das forças sobre a bola é seu próprio peso, não havendo forças horizontais sobre ela. Portanto, a componente horizontal da velocidade é constante. [III] Incorreta. A velocidade escalar da bola no ponto de altura máxima é igual a componente horizontal da velocidade em qualquer outro ponto da trajetória. Resposta da questão 13: [A] Como o referencial é o foguista, que está em repouso em relação ao trem, então o trem está em repouso em relação ao foguista. Em relação ao solo, como a resultante das forças sobre o trem é não nula, ele tem movimento acelerado. O poste está fixo no solo, logo para o referencial foguista, o poste passa em movimento com velocidade variável. Resposta da questão 14: [A] Página 25 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE Como o elevador está subindo acelerado, a tração no cabo tem módulo maior que a força gravitacional, de forma a anular esta força e ainda imprimir uma aceleração vertical para cima. Desta forma, se o elevador está subindo, com aceleração vertical para cima e de módulo 1m s2 , logo esta é exatamente a aceleração resultante do elevador. Resposta da questão 15: [A] Sobre a energia elástica armazenada (energia potencial) na mola, é correto dizer que: Epel k x2 2 K é a chamada constante da mola, que depende de aspectos construtivos da mola. Como nos dois casos é utilizada a mesma mola, então esta não interferirá em nada. A deformação da mola (x) independe do sentido da deformação. Em outras palavras, se é devido à uma compressão ou à uma distensão. Como no primeiro caso a mola é comprimida em 50% do seu tamanho e no segundo ela é distendida em 50%, a deformação é a mesma para os dois casos, logo a energia armazenada é a mesma nos dois casos. Resposta da questão 16: [B] Página 26 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE No lançamento vertical, no ponto mais alto a velocidade é igual a zero e a aceleração é igual à da gravidade, diferente de zero, supondo que a garota em questão esteja na Terra ou em outro qualquer lugar do universo onde haja gravidade. Resposta da questão 17: [B] Para o observador A, dentro do trem, no ponto mais alto a velocidade é nula. Para o observador B, em repouso em relação à Terra, a velocidade da pedra é igual à do vagão, 5 m/s. Resposta da questão 18: [A] Num mesmo local, no vácuo, independentemente da massa, todos os corpos caem com a mesma aceleração, que é a aceleração da gravidade. Resposta da questão 19: [E] Os passageiros estão em queda livre, portanto, com a aceleração igual à da gravidade. Resposta da questão 20: [A] Considerando desprezível a resistência do ar, a bola desce em queda livre até que, num determinado instante, ela para abruptamente. Assim, a velocidade escalar aumenta linearmente com o tempo, anulando-se instantaneamente, enquanto que a aceleração escalar é constante, até se anular, também, instantaneamente, como mostram os gráficos da alternativa [A]. Resposta da questão 21: [B] Quando o combustível acaba, cessa a força propulsora e a resultante sobre o foguete passa a ser o seu próprio peso. Então, ele continua subindo, porém em movimento retardado. Resposta da questão 22: [B] Página 27 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE No ponto mais alto da trajetória, a força resultante sobre o objeto é seu próprio peso, de direção vertical e sentido para baixo. Resposta da questão 23: [A] Após o lançamento, a única força que age sobre a bola é seu próprio peso, vertical e para baixo. Resposta da questão 24: [B] Durante a queda, a bomba aumenta sua velocidade até que o peso seja equilibrado pela resistência do ar. Durante toda a queda, o peso permanece constante, pois o campo gravitacional é constante. Resposta da questão 25: [D] A câmera tem a mesma velocidade do trem. Então, para um referencial fixo no trem ela descreve trajetória retilínea vertical; para um referencial fixo no solo trata-se de um lançamento horizontal, descrevendo a câmera um arco de parábola. O tempo de queda é o mesmo para qualquer um dos dois referenciais. Resposta da questão 26: [D] Para um objeto lançado obliquamente com velocidade inicial v0, formando um ângulo θ com a horizontal, num local onde o campo gravitacional tem intensidade g, o alcance horizontal A é dado pela expressão: v 2 A 0 sen 2θ g Essa expressão nos mostra que o alcance horizontal independe da massa. Portanto, os três blocos apresentarão o mesmo alcance: A1 = A2 = A3. Resposta da questão 27: [A] Página 28 de 29 SELEÇÃO DE EXERCÍCIOS TEÓRICOS – LANÇAMENTOS E FORÇAS – 3ª SÉRIE A força de compressão entre um corpo e uma superfície e chamada força normal, pois é sempre perpendicular à superfície. Resposta da questão 28: [C] O enunciado está impreciso. Todas as opções apresentam grandezas vetoriais. Deveria ser: Analise as alternativas e marque a única que apresenta apenas grandezas vetoriais. Além disso, peso é uma força. Não deveriam aparecer os dois termos na mesma opção. Grandezas vetoriais possuem módulo, direção e sentido. Massa, temperatura, energia não são grandezas vetoriais. Resposta da questão 29: [C] Desconsiderando forças resistivas, corpos de massas diferentes caem com a mesma aceleração. Resposta da questão 30: [D] No início da queda, a resistência do ar é desprezível, portanto a força resultante é o peso (P) e a aceleração é a da gravidade (g). Página 29 de 29
