PROFESSOR: Carlos Prado Disciplina: Física Lista de exercícios

PROFESSOR: Carlos Prado
Disciplina: Física
NOME:________________________________________________________________ N.º:_______SÉRIE:1.ª E.M.
Lista de exercícios
QUESTÕES
1.)
Defina Grandeza Física Vetorial e Grandeza Física Escalar
2.)
Heloísa, sentada na poltrona de um ônibus, afirma que o
passageiro sentado à sua frente não se move, ou seja, está em
repouso. Ao mesmo tempo, Abelardo, sentado à margem da
rodovia, vê o ônibus passar e afirma que o referido passageiro
está em movimento.
monitoramento. A figura abaixo mostra o gráfico da velocidade em
função do tempo, em unidades arbitrárias, para um caminhão que
se desloca entre duas cidades. Consideramos que AB, BC, CD, DE
e EF são intervalos de tempo entre os instantes respectivos
assinalados no gráfico:
De acordo com os conceitos de movimento e repouso usados em
Mecânica, explique de que maneira devemos interpretar as
afirmações de Heloísa e Abelardo para dizer que ambas estão
corretas.
3.)
Um atleta dá 150 passos por minuto, cada passo com um metro
de extensão.Calcule quanto tempo ele gasta, nessa marcha, para
percorrer 6,0 km.
4.)
Um maratonista percorre a distância de 42 km em duas horas e
quinze minutos. Determine a velocidade escalar média, em km/h,
do atleta ao longo do percurso
5.)
Um objeto realiza um movimento que é registrado no gráfico
espaço x tempo abaixo:
Com base no gráfico classifique as afirmações abaixo como
corretas ou erradas:
I - Em AB o caminhão tem aceleração positiva.
II - O caminhão atinge a menor velocidade em BC.
III - O caminhão atinge a maior velocidade no intervalo DE.
IV - O caminhão percorre uma distância maior no intervalo DE que
no intervalo EF.
V - O caminhão sofre uma desaceleração no intervalo CD.
10.) O gráfico na figura descreve o movimento de um caminhão de
coleta de lixo em uma rua reta e plana, durante 15s de trabalho:
a) Calcule a distância total percorrida neste intervalo de tempo.
b) Calcule a velocidade média do veículo.
Assinale a alternativa CORRETA:
(a) Até chegar ao ponto A, a velocidade é menor que entre os
pontos A e B, e essa, por sua vez, é menor que entre os pontos
B e C.
(b) Até chegar ao ponto A, a velocidade é maior que entre os
pontos A e B, e essa, por sua vez, é maior que entre os pontos
B e C.
(c) A velocidade média entre a origem do sistema de coordenadas
e o ponto B é menor que a velocidade entre a origem e o ponto
A.
(d) O corpo move-se com velocidade de módulo constante durante
todo o percurso, variando apenas sua direção.
(e) A velocidade é zero na origem do sistema de coordenadas
11.) Dois objetos saem no mesmo instante de dois pontos A e B situados
a 100 m de distância um do outro. Os objetos vão se encontrar em
algum ponto entre A e B. O primeiro objeto sai de A em direção a B,
a partir do repouso, com uma aceleração constante igual a 2,0 m/s 2.
O segundo objeto sai de B em direção a A com uma velocidade
constante de v = 15 m/s.
Determine:
a) o tempo que levam os objetos para se encontrar;
b) a posição onde ocorre o encontro dos dois objetos, medido a
partir do ponto A.
c) Esboce o gráfico da posição versus tempo para cada um dos
objetos.
12.) Um carro viaja a 72 km/h e, de repente, o motorista pisa no freio.
Sabendo que a máxima desaceleração que o freio produz é de 4
m/s2, qual a distância mínima em que o carro pára?
6.) Em uma recente partida de futebol entre Brasil e Argentina, o
jogador Kaká marcou o terceiro gol ao final de uma arrancada de
60 metros.Supondo que ele tenha gastado 8,0 segundos para
percorrer essa distância, determine a velocidade escalar média
do jogador nessa arrancada.
7.) Defina deslocamento, velocidade e aceleração
8.)
Um móvel parte do repouso com aceleração constante de 2 m/s 2.
Qual será sua velocidade após ter percorrido 9 metros?
9.)
Como medida de segurança, várias transportadoras estão usando
sistemas de comunicação via satélite para rastrear o movimento
de seus caminhões. Considere um sistema que transmite, a cada
instante, a velocidade do caminhão para uma estação de
13.) Um garoto, apoiando-se em uma bengala, encontra-se em cima de
uma balança que marca 40 Kg. Se o garoto empurrar fortemente a
bengala contra a balança e, se durante essa ação, ele não tirar os
pés da balança, mantendo o corpo numa posição rígida, como
mostra a figura, podemos afirmar que:
Lista de Exercícios de Física/Pág(1)
(a) É a lei da Gravitação Universal que rege o funcionamento da
balança.
(b) A balança marcará menos de 40 Kg.
(c) A balança marcará mais de 40 Kg.
(d) Nada se pode concluir, pois não sabemos o valor da força que
a bengala faz sobre a balança.
(e) A balança marcará os mesmos 40 Kg.
14.) O granito é o mineral mais abundante na crosta terrestre e
quebra-se sob uma pressão maior do que 108 N/m2. Assim, um
cone de granito, na superfície da Terra, não pode ter mais do que
10 km de altura, em razoável acordo com a altura do monte mais
elevado do planeta. Como a aceleração da gravidade em Marte é
cerca de 40% da aceleração da gravidade na Terra, a montanha
de granito mais alta de Marte poderia atingir a altura de:
gTerra = 10 m/s2
(a) 4 km
(b) 10 km
(c) 12 km
(d) 25 km
(e) 75 km
15.) * Ano: 2058
* Evento: Copa do Mundo de Futebol
* Jogo: Brasil ×França
A bordo de uma estação espacial onde o campo gravitacional é
desprezível, um grupo de astronautas de várias nacionalidades
assiste a esse jogo. Em dado momento, o astronauta brasileiro
arremessa uma bola contra seu colega francês. Em relação ao
movimento da bola, segundo a Mecânica Newtoniana, é correto
afirmar:
(a) A resistência da bola à alteração do seu movimento é igual
àquela que a bola teria caso estivesse na superfície da Terra.
(b) O impacto da bola no corpo do astronauta francês é menor do
que seria na superfície da Terra devido à ausência de gravidade.
(c) A força resultante necessária para imprimir uma dada
velocidade inicial à bola é menor na ausência da gravidade.
(d) Se não estiver apoiado, ao lançar a bola, o astronauta
brasileiro também se aproximará do francês.
(e) Na ausência de gravidade, não é possível arremessar a bola.
16.) Dois blocos A e B de massas mA = 6 kg e mB = 4 kg,
respectivamente, estão apoiados sobre uma mesa horizontal e
movem-se sob a ação de uma força F de módulo 60N, conforme
representação na figura abaixo.
Considere que o coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo A e a
mesa é mA = 0,2 e que o coeficiente entre o corpo B e a mesa é
mB = 0,3. Com base nesses dados, o módulo da força exercida
pelo bloco A sobre o bloco B é:
(a) 26,4 N
(b) 28,5 N
(c) 32,4 N
(d) 39,2 N
(e) 48,4 N
17.) A partir do repouso, um jovem puxa um caixote de 20 kg, que
está apoiado sobre uma superfície lisa horizontal, por meio de
uma corda esticada paralelamente à direção do deslocamento
(figura ao lado). O gráfico mostra a variação da intensidade da
força aplicada sobre o caixote em função da distância x
percorrida por ele. A velocidade do caixote, ao percorrer 10 m, é:
(a) 1,0 m/s(b) 1,5 m/s(c) 2,0 m/s(d) 2,5 m/s(e) 3,0 m/s
18.) Um sistema é constituído por um barco de 100 kg, uma pessoa de
58 kg e um pacote de 2,0 kg que ela carrega consigo. O barco é
puxado por uma corda de modo que a força resultante sobre o
sistema seja constante, horizontal e de módulo 240 newtons.
Supondo que não haja movimento relativo entre as partes do
sistema, calcule o módulo da força horizontal que a pessoa exerce
sobre o pacote.
19.) Um pára-quedista salta de um avião e cai em queda livre até sua
velocidade de queda se tornar constante. Podemos afirmar que a
força total atuando sobre o pára-quedista após sua velocidade se
tornar constante é:
(a) vertical e para baixo.
(b) vertical e para cima.
(c) nula.
(d) horizontal e para a direita.
(e) horizontal e para a esquerda.
20.) O corpo C, de dimensões desprezíveis e massa 1,40 kg, está sujeito
à ação simultânea e exclusiva de três forças coplanares de
intensidades F1 = 12 N, F2 = 20 N e F3 = 40 N. A ilustração ao lado
mostra as forças, observando-se que F2 e F3 possuem mesma
direção e sentidos contrários entre si.
Neste caso, o módulo da aceleração do corpo é:
(a) 1,2 . 10–2 m/s2
(b) 2,0 . 10–2 m/s2
(c) 12 m/s2
(d) 20 m/s2
(e) 40 m/s2
21.) Numa competição automobilística, um carro se aproxima de uma
curva em grande velocidade. O piloto, então, pisa o freio durante 4 s
e consegue reduzir a velocidade do carro para 30 m/s. Durante a
freada o carro percorre 160 m.
Supondo que os freios imprimam ao carro uma aceleração
retardadora constante, calcule a velocidade do carro no instante em
que o piloto pisou o freio.
22.) Defina força e peso.
23.) Uma locomotiva, desenvolvendo uma aceleração de 2 m/s 2, puxa
três vagões ao longo de uma ferrovia retilínea, conforme a figura.
Lista de Exercícios de Física / Pág(2)
(h)?
Se o vagão 3 pesa 2 x 104 N, a força exercida sobre ele pelo
vagão 2 é:
(a) 4 x 104
(b) 1 x 104
(c) 1 x 103
(d) 2 x 103
(e) 4 x 103
24.) Um avião decola e segue, inicialmente, uma trajetória de
ascensão retilínea por 3 km, formando um ângulo de 30º com a
horizontal. Se a força gravitacional realizou um trabalho de 1,5x108 J, determine a massa do avião, em toneladas.
25.) Uma partícula que se deslocava em movimento retilíneo e
uniforme, com velocidade v0=3m/s no sentido positivo do eixo X,
sofre a ação da força F(x), que atua na direção x e que varia com
o gráfico abaixo:
Se a massa da partícula é 0,5 Kg, pede-se:
a) calcule o trabalho realizado por esta força sobre a partícula.
b) calcule a velocidade da partícula no ponto x1=4m.
26.) Uma jovem, em uma academia de ginástica, anda sobre uma
esteira rolante horizontal que não dispõe de motor, com
velocidade constante de 5,4 km/h e, em 7 minutos, são
consumidas 36 kcal. Admitindo-se que o consumo de energia
pela esteira é devido ao trabalho da força que a jovem aplica
sobre ela para movimentá-la, a intensidade dessa força,
supostamente constante, é de:
Adote: 1 cal = 4,2 J
(a) 60 N
(b) 120 N
(c) 180 N
(d) 240 N
(e) 300 N
27.) Um atleta de 80 kg come uma barra de chocolate de valor
nutritivo 400 Cal antes de iniciar a escalada de uma montanha.
Considerando 1 cal = 4,2 J, a aceleração da gravidade igual a 10
m/s2 e sabendo que 1 Cal equivale 1kcal (103 cal), pode-se dizer que
a energia proveniente somente desse chocolate, permite ao atleta
subir a que altura?
28.) O automóvel da figura tem massa de 1,2 x 103 kg e, no ponto A,
desenvolve uma velocidade de 10 m/s.
Estando com o motor desligado, descreve a trajetória mostrada,
atingindo uma altura máxima h, chegando ao ponto B com velocidade
nula. Considerando a aceleração da gravidade local como g =
10m/s2 e sabendo-se que, no trajeto AB, as forças não conservativas
realizam um trabalho de módulo 1,56 x 105 J, qual o valor da altura
29.) Paulinho, de 40 kg, e Paulão, de 80 kg, estão se
divertindo em um tobogã de um parque de diversões, conforme figura
abaixo. Ambos passam pelo ponto A do tobogã, situado a uma altura hA de
3,6m, com velocidade de módulo vA = 2,0m/s. Em seguida, Paulinho passa
pelo ponto B desse tobogã, situado a uma altura hB de 2,0m, com
velocidade de módulo vB = 6,0m/s. Desprezando-se as forças dissipativas,
pode-se afirmar que Paulão deve passar pelo ponto B com que velocidade?
30.) Um único corpo M encontra-se sobre a plataforma
de uma balança e está em repouso. A balança acusa 10kg e o módulo da
aceleração da gravidade, no local, vale 10m/s2. Qual o impulso, durante
uma hora, da força que, nessas condições, a balança exerce em M?
31.) Uma garota e um rapaz, de massas 50kg e 75kg, respectivamente,
encontram-se parados em pé sobre patins, um
em frente do outro, num assoalho plano e horizontal. Subitamente, a garota
empurra o rapaz, aplicando sobre ele uma força horizontal
média de intensidade 60N durante 0,50s.
a) Qual é o módulo do impulso da força aplicada pela garota?
b) Desprezando-se quaisquer forças externas, quais são os módulos das
velocidades da garota (vg) e do rapaz (vr) depois da
interação?
32.) Em uma partida de tênis, a bola atinge a raquete com uma velocidade
cuja componente horizontal tem módulo V e a rebate aplicando-lhe uma
força horizontal cuja intensidade média corresponde a 60 vezes a
intensidade do peso da bola e que atua durante um intervalo de tempo de
0,2s. Imediatamente
após a colisão com a raquete, a bola tem uma velocidade com componente
horizontal de módulo 3V e sentido oposto ao de antes da colisão.
Adotando-se g = 10m/s2, qual o valor de V?
33.) A intensidade da força, exercida pelo pé de um jogador de futebol,
durante o chute em uma bola de 500g, inicialmente em re pouso, está representada no gráfico força x tempo. Calcule o módulo da
velocidade que a bola adquire imediatamente após o chute. Dê a sua
resposta em m/s.
Lista de Exercícios de Física / Pág(3)
34.) O chute em uma bola é uma interação que ocorre
durante um intervalo de tempo muito pequeno.
Ao cobrar uma falta, o pé do Ronaldinho Gaúcho exerce uma força sobre
a bola que é representada no gráfico abaixo. Qual impulso sofrido pela
bola no intervalo de 0 a 2ms?
35.) Um pescador está em um barco em repouso em um lago de águas
tranquilas. A massa do pescador é de 70kg; a
massa do barco e demais equipamentos nele contidos é de 180kg.
a) Suponha que o pescador esteja em pé e dê um passo para a proa
(dianteira do barco). O que acontece com o barco? Justifique.
(Desconsidere possíveis movimentos
oscila tórios e o atrito viscoso entre o barco e a água.)
b) Em um determinado instante, com o barco em repouso em relação à
água, o pescador resolve deslocar seu barco para frente com uma única
remada. Suponha que o módulo da força média exercida pelos remos
sobre a água, para trás, seja de 250N e o intervalo de tempo em que os
remos interagem com a água seja de 2,0 segundos. Admitindo-se
desprezível o atrito entre o barco e a água, qual o módulo da velocidade
do barco em relação à água ao final desses 2,0s?
36.) Há 60 anos, lamentavelmente, foi lançada, sobre Hiroshima, uma
bomba atômica cujo princípio físico é o da fissão nuclear. Nesse
processo, um núcleo atômico pesado divide-se em núcleos menores,
liberando grande quantidade de energia. Suponha que o núcleo de um
determinado átomo se parte em três pedaços de mesma massa,
movendo-se com velocidades
iguais em módulo (V1 = V2 = V3 = V), nas direções indicadas na figura.
Considere a massa total, após a divisão, igual à massa inicial.
39.) Devido a forças dissipativas, parte da energia mecânica de um sistema
foi convertida em calor, circunstância caracterizada pelo gráfico
apresentado.
Sabendo-se que a variação da energia potencial desse sistema foi nula, o
trabalho realizado sobre o sistema nos primeiros 4 segundos,tem que valor
em módulo?
40.) José Mário estava sentado no banco do carona de um carro, que se
deslocava por uma estrada com velocidade escalar igual a 72km/h, quando
em determinado instante, o motorista necessitou diminuir esta velocidade
escalar para 36 km/h em 1,0s. Sendo a massa de José Mário igual a 60 kg,
qual a intensidade da força (suposta constante) exercida pelo
cinto de segurança sobre seu peito para mantê-lo preso ao banco?
41.) A figura abaixo mostra um bloco A de 12,0kg em contato com um bloco
B de 3,0kg, ambos em movimento sobre uma superfície horizontal sem
atrito, sob a ação de uma força horizontal constante de intensidade F =
60,0N.
a) A partir dos dados fornecidos e da figura, pode-se concluir que os blocos
estão deslocando-se para a direita? Justifique.
b) Determine o módulo de aceleração do bloco B.
c) Determine o módulo, em newtons, da força resultante sobre o bloco A.
d) Determine o módulo da força que A aplica em B.
37.) Um ciclista desce uma ladeira em sua bicicleta, mantendo sua
velocidade constante. Descreva o que ocorre com sua energia.
38.) Durante um treinamento de salvamento, um bombeiro de massa 80
kg salta verticalmente, sem velocidade inicial, do alto de um prédio de 5m
de altura sobre uma plataforma circular rígida, de peso e espessura
desprezíveis, que está ligada ao solo por uma mola de constante elástica
9,6 x 103 N/m, verticalmente postada, conforme se observa na figura
abaixo. O bombeiro cai no centro da plataforma e a mola sofre
compressão máxima de 0,9 m, ocorrendo aquecimento da superfície pelo
impacto.
42.) Dois blocos, A e B, de massas 10kg e 20kg, respectivamente, unidos
por um fio de massa desprezível, estão em repouso sobre um plano
horizontal sem atrito. Uma força, também horizontal, de intensidade
F = 60N é aplicada no bloco B, conforme mostra a figura.
Qual o módulo da força de tração no fio que une os
dois blocos, em newtons?
43.) Três blocos são ligados por fios inextensíveis de massas desprezíveis
e são puxados por uma força F (ver desenho abaixo) de intensidade 60N.
Eles deslizam sobre uma superfície plana horizontal sem atrito. A massa
do bloco A é de 10 kg, a do bloco B é de 20 kg e a do bloco C é de 30 kg.
Qual o módulo da aceleração dos blocos e as intensidades das forças que
o bloco C faz sobre o bloco B e que o bloco A faz sobre o bloco B?
44.) Na figura, temos um plano horizontal sem atrito e dois blocos A e B,
conectados por um fio ideal sujeito a uma força tensora de intensidade T =
10,0N.
Desprezando os efeitos da resistência do ar durante o salto, pode-se
estimar que o valor da energia dissipada nesse aquecimento foi, em
Joule,de que valor?
Lista de Exercícios de Física / Pág(4)
A aceleração da gravidade tem módulo g = 10,0m/s2, o efeito do ar é
desprezível e a polia é ideal. A aceleração dos blocos tem
módulo a = 2,0m/s2.
Determine:
a) a massa do bloco A.
b) a massa do bloco B.
45.) Do teto de um elevador, pende um dinamômetro que sustenta um
corpo. Quando o elevador está em repouso, o dinamômetro indica 20N.
Durante um movi mento vertical do elevador, a indicação do dinamômetro
é 15N. Sendo g = 10m/s2, responda às questões a seguir:
a) Qual a intensidade e o sentido da aceleração do eleva dor?
b) O elevador está subindo ou descendo? O movi mento é acelerado ou
retardado?
c) Qual o valor da gravidade aparente no interior do elevador?
50.) A figura abaixo mostra o esquema de um tobogã. No ponto A da figura
é abandonado um corpo com massa de 15 Kg, que se movimenta e chega
ao ponto B do plano horizontal com velocidade de 10 m/s. Adote g = 10
m/s2
46.) Dois blocos de massa m1= 3,0 kg e m2= 2,0 kg, ligados por um cabo
de massa desprezível e apoiados numa superfície, são puxados por uma
força de módulo F = 20,0 N.
O coeficiente de atrito entre os blocos e a superfície é μe = 0,30. Qual o
valor, em N, do módulo da força de tensão no cabo?
(Dado: g = 10,0m/s2).
Com base nos dados e na figura, pode-se dizer que a quantidade de
energia dissipada pelo atrito durante a descida do tobogã foi de que valor?
47.) No desenho abaixo, dois corpos de massas m1 e m2 estão ligados
por um fio inextensível de massa desprezível, que passa por uma polia
sem deslizar. A polia, também de massa desprezível, pode girar sem
atrito em torno do seu eixo. O plano inclinado, que está fixo sobre o solo,
forma um ângulo θ com a horizontal. Despreze o atrito entre m1 e o plano
inclinado.
a) Faça o diagrama de forças sobre cada um dos corpos, identificando
cada uma das forças.
b) Considerando-se m1 = 10kg e θ = 30°, calcule o valor de m2 para que
o sistema formado pelas massas m1 e m2 fique em equilíbrio.
48.) – No sistema abaixo, o fio e a polia são considerados ideais e o
atrito entre as superfícies em contato é desprezível. Abandonando-se o
corpo B a partir do repouso, no ponto M, verifica-se que, após 2,0s, ele
passa pelo ponto N com velocidade escalar de 8,0m/s. Sabendo-se que a
massa do corpo A é de 5,0kg, qual a massa do corpo B?
49.) Um pequeno bloco, posto em movimento a partir do ponto A com
velocidade v0 = 6 m/s, desliza sem atrito até o ponto B, onde a sua
velocidade é v. O intervalo de tempo de trânsito entre A e B é Δt = 1,0 s.
Calcule a componente horizontal da aceleração média do bloco, entre os
pontos A e B, em m/s2. Despreze a resistência do ar.
Lista de Exercícios de Física / Pág(5)