AVAL FIS 08_08_Resolução

RESOLUÇÃO DA AVALIAÇÃO ESPECÍFICA DE FÍSICA
– 2o ANO DO ENSINO MÉDIO –
DATA: 08/08/09
PROFESSOR: EVERTON
Em um experimento escolar, um aluno deseja
saber o valor da velocidade com que uma esfera é
lançada horizontalmente, a partir de uma mesa.
Para isso, mediu a altura da mesa e o alcance
horizontal atingido pela esfera, encontrando os
valores mostrados na figura.
A partir dessas informações, considerando g = 10m/s²
e desprezando as influências do ar, o aluno concluiu
corretamente que a velocidade de lançamento da
esfera, em m/s, era de:
m
m
O tempo de queda pode ser determinado pelo movimento vertical, daí:
S = So + Vo.t + a.t²/2 ---- 0 = 0,8 + 0.t – 5.t²/2 --- t² = 0,16 --- t = 0,4s
O alcance é o deslocamento horizontal em movimento uniforme, daí:
Vx = DS/Dt = 2,8/0,4 = 7m/s
Um arqueiro atira uma flecha, que percorre uma trajetória parabólica vertical até atingir o alvo.
No ponto mais alto da trajetória da flecha,
No movimento oblíquo de projéteis, no ponto mais alto da trajetória, a velocidade vertical é nula, a
velocidade horizontal e a aceleração permanecem constantes durante todo o voo.
Em um campeonato recente de voo de precisão, os pilotos de avião deveriam "atirar" um saco de areia
dentro de um alvo localizado no solo.
Supondo que o avião voe horizontalmente a 500m de altitude com uma velocidade de 144km/h e que o
saco é deixado cair do avião, ou seja, no instante do "tiro" a componente vertical do vetor velocidade é
zero, podemos afirmar que o saco deve ser lançado quando o avião se encontra a:
(Considere a aceleração da gravidade g = 10m/s² e despreze a resistência do ar)
O tempo de queda do saco pode ser determinado pelo movimento vertical (MUV), daí:
S = So + Vo.t + a.t²/2 ---- 0 = 500 + 0.t – 5.t²/2 --- t² = 100 --- t = 10s
Nesse intervalo de tempo o saco avança horizontalmente em movimento uniforme e a distância
percorrida é: DS = Vx.Dt --- DS = 40.10 = 400m. (observe que 144Km/h = 40m/s)
Uma pedra é atirada obliquamente com velocidade de 20m/s, formando ângulo de 53° com a horizontal.
Adote g = 10m/s², sen53° = 0,80, cos53° = 0,60 e a resistência do ar desprezível.
O alcance horizontal, desde o lançamento da pedra até retornar à altura do ponto de lançamento é, em metros:
A componente horizontal da velocidade inicial é: Voy = 20.0,8 = 16m/s. Daí podemos verificar que o
tempo de subida é igual a 1,6s e como o tempo de descida é igual ao tempo de subida, logo o
tempo de voo será de 3,2s.
A componente vertical da velocidade inicial é: Vox = 20.0,6 = 12m/s, logo o alcance será:
DS = Vox.Dtvoo = 12.3,2 = 38,4m ~ 38m
Em uma colisão entre um carro e uma moto, ambos em movimento e na mesma estrada, mas em
sentidos contrários, observou-se que após a colisão a moto foi jogada a uma distância maior do que a
do carro.
Baseado em seus conhecimentos sobre mecânica e na análise da situação descrita acima, bem como
no fato de que os corpos não se deformam durante a colisão, é correto afirmar que, durante a mesma:
O par ação-reação são forças de mesma direção, mesma intensidade, sentidos opostos, aplicadas
e aplicadas em corpos distintos. Como esses corpos possuem massas diferentes, os efeitos (a
aceleração) também serão diferentes, nesse caso, a menor massa da moto irá produzir uma maior
aceleração nesse móvel após a colisão.
Certos automóveis possuem um recurso destinado a manter a velocidade do veículo constante durante
a viagem. Suponha que, em uma parte de uma estrada sem curvas, o veículo passe por um longo
trecho em subida seguido de uma longa descida, sempre com velocidade constante. Desprezando o
efeito de atrito com o ar e supondo que o controle da velocidade é atribuído exclusivamente ao motor,
considere as afirmações:
I)
Durante o percurso, a resultante das forças aplicadas sobre o automóvel é constante e não nula.
II) Durante o percurso, a resultante das forças aplicadas sobre o automóvel é nula.
III) A força tangencial aplicada pela pista às rodas tem mesmo sentido da velocidade na descida e
contrário na subida.
Estão corretas as afirmações:
I)
O movimento do automóvel é retilíneo e uniforme, portanto, por Inércia, a força resultante é
nula.
II)
Idem ao item I.
III) Na subida a força tangencial “puxa” o automóvel para vencer a força peso, portanto a favor do
movimento. Na descida a força tangencial “segura” o automóvel para não permitir que a força
peso aumente o módulo da velocidade, portanto atua no sentido oposto do movimento.
O carrinho da figura a seguir está preso e pode deslizar sem atrito sobre a superfície de apoio como é
mostrado. Um ímã é preso ao corpo de um carrinho de ferro pela haste rígida ABC.
Sabendo-se que ímãs atraem ferro, pode-se afirmar que ao ser solto, o sistema:
A Força magnética produzida pelo ímã é interna, e força interna não retira a Inércia dos corpos,
portanto o carrinho permanece no estado que se encontra.
Analise as afirmativas sobre as leis de Newton.
I)
A força resultante necessária para acelerar, uniformemente, um corpo de massa 4,0Kg, de 10m/s
para 20m/s, em uma trajetória retilínea, em 5,0s, tem módulo igual a 8,0N.
II) Quando uma pessoa empurra uma mesa, e ela não se move, podemos concluir que a força de
ação é anulada pela de reação.
III) Durante uma viagem espacial, podem-se desligar os foguetes da nave que ela continua a se
mover. Esse fato pode ser explicado pela primeira lei de Newton.
Sobre essas afirmativas é correto afirmar que:
I) A aceleração pode ser determinada por a = DV/Dt = 10/5 = 2m/s². Pela 2ª Lei de Newton,
podemos determinar a Fr = m.a = 4.2 = 8N.
II) O par ação-reação nunca se equilibram, pois estão atuando em corpos distintos.
III) Quando o foguete estiver livre de forças, os propursores podem ser desligados e o movimento
será mantido por Inércia.
Passageiro relata "10 segundos de pânico" em voo
entre Rio e Houston; turbulência deixou 26 feridos
"Sem explicação alguma eu ouvi um 'boom'. Foi quando o avião caiu abruptamente. Eu fui lançado para
o teto e bati as minhas costas, antes de ser jogado de novo para o chão. Consegui me agarrar numa
corda que estava perto da área do banheiro. Foi quando eu pude perceber que as pessoas iam para o
teto e voltavam para o chão. Uma gritaria", relatou.
Analise as afirmativas a seguir e, marque as verdadeiras.
I)
Na queda abrupta do avião, devido à turbulência, os passageiros que não utilizavam o cinto de
segurança foram jogados para o teto do avião por Inércia.
II) O cinto de segurança exerceu uma força externa nos passageiros que o utilizavam, livrando-os da
Inércia dos seus corpos.
III) Na colisão com o teto do avião, a reação da força dessa colisão jogou o passageiro para baixo,
com uma força de mesma direção, mesma intensidade e sentido oposto à força que o passageiro
exerceu no teto.
Sobre essas afirmativas, é correto afirmar que:
I) Sem o cinto, os passageiros ficaram livre de força externa e permaneceram no estado que se
encontravam.
II) Idem ao item I, só que nesse caso os passageiros que usavam o cinto, foram puxados pela
força externa, livrando-os da Inércia.
III) O par ação-reação verificado na colisão entre o passageiro e o teto, são forças com as
características descritas nessa proposição.
Um bloco encontra-se sobre uma mesa horizontal sob a ação de uma
força F. Compare as situações esboçadas a seguir, em que o módulo
de F é sempre o mesmo, mas sua direção varia.
Com relação ao módulo da força normal (N) exercida pela mesa
sobre o bloco, é correto afirmar que:
A Força normal é a reação da força do bloco na superfície. As três
superfícies estão comprimidas pela força peso do bloco, porém a
superfície 1 tem um aditivo F e a superfície 3 um aditivo da
componente vertical da força F (menor que F). Na superfície 2 a
força F é tangencial e não comprime a superfície.