resolução e comentário da prova de física upe ssa

RESOLUÇÃO E COMENTÁRIO DA PROVA DE FÍSICA
UPE SSA-2012 1°ANO
Texto (questões de 23 a 26)
23. Assinale a alternativa que indica o trabalho realizado pela força de atrito ao término
desse trajeto.
A) 10 MJ
B) 5 MJ
C) 1 MJ
D) 500 kJ
E) 5 kJ
RESOLUÇÃO: Letra B
O trabalho de uma força é o produto dessa força pelo deslocamento produzido por ela e pelo
cosseno do ângulo entre a direção da força e a direção do deslocamento.
No caso da força de atrito, que é contrária ao deslocamento, o ângulo
e cos180° = – 1.
O mais sensato seria pedir o módulo do trabalho da força de atrito ou colocar o sinal negativo nas
opções de resposta. Porém podemos calcular esse módulo utilizando os dados e aplicando a
equação acima:
O peso do sistema é P = 100 N
A distância percorrida é d = 100 km (atenção para passar para metros)
O coeficiente de atrito é = 0,5
A força de atrito Fat = .FN , como a superfície é plana FN = P = 100 N
Fat = 0,5 . 100 = 50 N
= 50 x 100.000 = 5x106 J = 5 MJ
24. Esse ciclista prendeu, em sua bicicleta, duas garrafas de energético, cada uma com
peso de 0,5 N. Durante o trajeto, as garrafas caíram juntas, no caminho. Imediatamente
após esse momento, o que se pode afirmar sobre a velocidade da bicicleta em relação
à velocidade imediatamente anterior?
A) Aumenta em 10%
B) Diminui em 1%
C) Permanece a mesma.
D) Diminui em 10%
E) Aumenta em 1%
RESOLUÇÃO: Letra E
Devemos considerar a quantidade de movimento antes e depois das garrafas caírem.
Qantes = Qdepois
Como o Peso de cada garrafa é Pgarrafa = 0,5 N podemos afirmar que as duas garrafas juntas têm
massa de mg = 0,1 kg
Mtotal . Vinicial = (Mtotal – mgarrafas) . Vfinal
10 . Vi = (10 – 0,1) . Vf
10 . Vi = 9,9 . Vf  Vf = 1,01 . Vi  A velocidade aumenta em 1%
25. Se as engrenagens dessa bicicleta se partissem, provocando o travamento das
rodas, qual a distância em que o ciclista pararia, considerando que sua velocidade
imediatamente antes do incidente fosse de 30 m/s? (Considere a aceleração da
gravidade igual a 10 m/s²)
A) 10 m
B) 50 m
C) 70 m
D) 90 m
E) 150 m
RESOLUÇÃO: Letra D
Ao longo do percurso a única força que atua na direção do deslocamento é a força de atrito,
portanto: Fatrito = Fresultante  m.a = .m.g  a = .g essa será a desaceleração que a bicicleta será
submetida.
Aplicando a equação de Torricelli V2 = V02 – 2 . a . d
0 = (30)2 – 2 . 0,5 . 10 . d
0 = 900 – 10 . d 
d = 90 m
26. Imaginando que fosse realizada uma competição similar na Lua, o que se pode
afirmar sobre o sistema ciclista+bicicleta+acessórios?
A) O peso do sistema aumenta.
B) A massa do sistema fica maior.
C) O peso do sistema diminui.
D) A massa do sistema fica menor.
E) Nada se altera.
RESOLUÇÃO: Letra C
Na lua a massa permanece a mesma, apenas a aceleração da gravidade muda fazendo com que o
peso do sistema diminua.
27. Um objeto se desloca de um ponto A para um ponto B. Durante a metade do tempo
de trajeto, o objeto se desloca com velocidade V, e a outra metade, com velocidade V’.
Assinale a alternativa que expressa a velocidade média desse objeto em todo o
deslocamento.
a)
b)
c)
d)
e)
RESOLUÇÃO: Letra E
Para calcular a velocidade média quando se percorre dois trechos no mesmo intervalo de tempo é
dado pela equação
28. Um ponto material percorre uma circunferência de 30 cm de diâmetro efetuando
uma volta completa a cada 10 s. Qual o valor da frequência, da velocidade angular e da
velocidade linear desse ponto material respectivamente? Considere = 3.
A) 0,1 Hz; 0,6 rad/s; 9 cm/s
B) 0,1 Hz; 0,8 rad/s; 9 cm/s
C) 10 Hz; 0,8 rad/s; 3 cm/s
D) 10 Hz; 0,4 rad/s; 3 cm/s
E) 0,1 Hz; 0,6 rad/s; 18 cm/s
RESOLUÇÃO: Letra A
Temos o diâmetro de d = 30 cm , logo o raio da trajetória será r = 15 cm. Observe que as respostas
estão nessa unidade de comprimento, portanto não precisamos nos preocupar em fazer mudanças
de unidades.
É dito também que o ponto material leva 10 segundos para completar uma volta e isso é o período
T = 10 s
Para calcular a frequência
Para calcular a velocidade angular
Para calcular a velocidade linear V =



V = 0,6 . 15


V = 9 cm/s
29. Um projétil é lançado obliquamente com velocidade inicial Vo = 100 m/s, numa
direção que forma com a horizontal um ângulo θ. Qual o valor do alcance horizontal do
lançamento, considerando que g = 10 m/s², senθ = 0,8 e cosθ = 0,6?
A) 320 m
B) 80 m
C) 60 m
D) 960 m
E) 8 m
RESOLUÇÃO: Letra D
O alcance é medido na horizontal e a componente horizontal da velocidade é V0x = V0.cos .
Vale observar também que na horizontal o movimento é uniforme, com velocidade constante.
Então o Alcance = V0x .
As componentes da velocidade são:
Vox = V0 . cos
V0y = V0 . sen

Vox = 100 . 0,6

Vox =60 m/s
 V0y = 100 . 0,8  V0y = 80 m/s
Como o lançamento é oblíquo o projétil leva um certo tempo para subir e outro tempo para descer,
como o ponto de partida e chegada estão no mesmo nível o tempo de subida e descida são iguais.

Alcance = V0x .
´


tsub = 8s
Alcance = 60 . 16


Alcance = 960 m
30. Um mesmo bloco é arrastado três vezes, ao longo do plano horizontal, deslocandose do ponto A até o ponto B, como ilustrado na figura a seguir. Na primeira vez, é
puxado pela força ⃗⃗⃗ que realiza um trabalho ; na segunda, é puxado pela força ⃗⃗⃗
que realiza um trabalho
e, na terceira, é puxado pela força ⃗⃗⃗ que realiza um
trabalho . Admitindo que os comprimentos dos vetores da figura são proporcionais
aos módulos de ⃗⃗⃗ , ⃗⃗⃗ e ⃗⃗⃗ , assinale a alternativa CORRETA.
a)
b)
c)
d)
e)
>
<
=
=
=
>
<
=
=
<
RESOLUÇÃO: Letra C
Como o bloco está sendo arrastado de A para B, na horizontal, apenas a componente horizontal da
força realiza trabalho, neste caso como as três componentes têm a mesma intensidade
=
=
31. Uma esfera de massa m = 2,0 kg é abandonada do repouso de um ponto situado a
15 m de altura em relação ao solo, caindo verticalmente, sob a ação da força peso e da
força de resistência do ar. Sabendo que sua velocidade ao atingir o solo vale 15 m/s,
qual é o trabalho da força de resistência do ar?
Dado: aceleração da gravidade g = 10 m/s²
A) – 75 J
B) – 25 J
C) 0
D) + 25 J
E) + 75 J
RESOLUÇÃO: Letra A
O trabalho da força de resistência do ar será a variação da energia mecânica do sistema. Vamos
encontrar qual a energia potencial gravitacional no ponto A e compará-la à energia cinética no
ponto B (chão), essa diferença será a energia dissipada pela força de resistência do ar. Como essa
força é contrária ao movimento esse trabalho é negativo.
EMEC A = EPot g A = m . g . hA = 2 . 10 . 15 = 300 Joules
EMEC B = ECin A =
=
EMEC B – EMEC A = – 75 Joules
= 225 Joules
32. Quanto ao conhecimento sobre potência, analise as proposições a seguir:
Está CORRETO apenas o que se afirma em:
A) I e IV.
B) II e IV.
C) III.
D) I e II.
E) I e III.
RESOLUÇÃO: Letra E
A fórmula para se calcular a potência é
portanto:
I – quanto menor for o tempo para executar um trabalho maior será a potência dessa máquina.
Verdadeiro
II – a unidade de potência é Watt = Joule/segundo
Falso
III – Rendimento =
=
= 0,8 = 80%
Verdadeiro
IV – A unidade de energia é o Joule e a unidade de potência é o Watt = Joule/segundo
Falso
EQUIPE DE FÍSICA DO COLÉGIO GRANDE PASSO