m 300 g m 600 g m 900 g m 1.200 g = = = = 45º θ =

QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – FÍSICA
PARA A VALIDADE DO QiD, AS RESPOSTAS DEVEM SER APRESENTADAS EM FOLHA
PRÓPRIA, FORNECIDA PELO COLÉGIO, COM DESENVOLVIMENTO E SEMPRE A TINTA.
TODAS AS QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA DEVEM SER JUSTIFICADAS.
DATA DE ENTREGA: 21 / 09 / 2016
1. (1,0) A figura abaixo ilustra um bloco de massa igual a 8 kg , em repouso, apoiado sobre um plano horizontal.
Um prato de balança, com massa desprezível, está ligado ao bloco por um fio ideal. O fio passa pela polia sem
atrito.
O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície é µ =0,2 .
Dispõe-se de 4 pequenos blocos cujas massas são:
m1 = 300 g
m2 = 600 g
m3 = 900 g
m4 = 1.200 g
Cada bloco pode ou não ser colocado no prato, de modo que o prato pode conter um, dois, três ou até todos os
quatro blocos. Considerando-se a aceleração da gravidade com valor igual a 10 m / s2 , de quantas maneiras
distintas é possível colocar pesos no prato, a fim de que o bloco entre em movimento?
2. (1,0) A figura ilustra um jovem arrastando um caixote com uma corda, ao longo de uma superfície horizontal,
com velocidade constante. A tração (T vetorial) que ele exerce no fio é de 20 N.
a)
Desenhe todas as forças que atuam sobre o caixote,
nomeando-as.
b)
Calcule a força de atrito entre o caixote e o solo. São
dados:
°
°
°
°
sen 37 = cos 53 = 0,6; sen 53 = cos 37 = 0,8.
3. (1,0) Uma pessoa, de massa 80,0 kg, consegue aplicar uma força de tração máxima de 800,0 N. Um corpo de
massa M necessita ser levantado como indicado na figura a seguir. O coeficiente de atrito estático entre a sola do
sapato da pessoa e o chão de concreto é µ e =
1,0 .
Faça um esboço de todas as forças que atuam em todo o sistema e
determine qual a maior massa M que pode ser levantada pela pessoa
sem que esta deslize, para um ângulo θ =45º .
4. (1,0) Uma bolinha de borracha, de massa m = 0,1 kg, é liberada a partir do repouso de uma altura h1 = 3,2 m .
Ela colide com o piso e sobe até uma altura h2 = 0,8 m . Considerando que a colisão durou Δt = 0,02 s ,
calcule o módulo da força média que a bola exerceu no piso durante a colisão, em newtons. Despreze a
resistência do ar e a ação da força peso durante a colisão.
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5. (1,0) A figura a seguir mostra um carro fazendo uma curva horizontal plana, de raio R = 50 m, em uma estrada
asfaltada. O módulo da velocidade do carro é constante e suficientemente baixo para que se possa desprezar
a resistência do ar sobre ele.
1 - Cite as forças que atuam sobre o carro e desenhe, na
figura, vetores indicando a direção e o sentido de cada
uma dessas forças.
2 - Supondo valores numéricos razoáveis para as
grandezas envolvidas, determine a velocidade que o carro
pode ter nessa curva.
3 - O carro poderia ter uma velocidade maior nessa curva
se ela fosse inclinada. Indique, nesse caso, se a parte
externa da curva, ponto A, deve ser mais alta ou mais
baixa que a parte interna, ponto B. Justifique sua
resposta.
6. Uma criança de 15 kg está sentada em um balanço sustentado por duas cordas de 3,0 m de comprimento
cada, conforme mostram as figuras (a) e (b) a seguir.
a) (0,5) Qual a tensão em cada uma das duas cordas quando o balanço está parado [figura (a)]?
b) (0,5) Determine a tensão máxima na corda quando ela passa pelo ponto mais baixo da trajetória [figura (b)],
sabendo que sua velocidade neste ponto atinge seu valor Máximo de 10m/s?
7. Uma atração muito popular nos circos é o "Globo da Morte", que consiste numa gaiola de forma esférica no
interior da qual se movimenta uma pessoa pilotando uma motocicleta. Considere um globo de raio R = 3,6m.
a)
(0,5) Faça um diagrama das forças que atuam sobre a
motocicleta nos pontos A, B, C e D indicados na figura adiante,
sem incluir as forças de atrito. Para efeitos práticos, considere o
conjunto piloto + motocicleta como sendo um ponto material.
b)
(0,5) Qual a velocidade mínima que a motocicleta deve
ter no ponto C para não perder o contato com o interior do
globo?
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – FÍSICA
8. (1,0) Para responder à questão, considere a figura, que representa uma barra homogênea de peso P, na
horizontal, apoiada no suporte S e equilibrada com uma força F, na vertical para cima.
A relação entre os módulos de P e F é
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
P = 2F
P = 3F
P = 4F
F = 2P
F = 3P
9. (1,0) 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)
(B)
(C)
(D)
(E)
17,2
12,7
10,0
20,0
18,0
10. (1,0) 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)
(B)
(C)
(D)
(E)
.
3,0 m
1,0 m
2,7 m
2,5 m
1,7 m
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – FÍSICA
PARA A VALIDADE DO QiD, AS RESPOSTAS DEVEM SER APRESENTADAS EM FOLHA
PRÓPRIA, FORNECIDA PELO COLÉGIO, COM DESENVOLVIMENTO E SEMPRE A TINTA.
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GABARITO
1. Do ponto de vista da Matemática:
Seja P o peso total dos blocos que serão colocados no prato.
O sistema entrará em movimento se P ≥ fat, ou seja,
P ≥ µ ⋅ N = µ ⋅ PB = 0,2 ⋅ 8 ⋅ 10 = 16 N.
Portanto, a soma das massas dos blocos que devemos colocar no prato deve ser maior do que ou igual a 1600 g.
Isso ocorre se colocarmos os blocos: 2 e 4; ou 3 e 4; ou 1, 2 e 3; ou 1, 2 e 4; ou 1, 3 e 4; ou 2, 3 e 4; ou 1, 2, 3 e 4
(sete maneiras).
Do ponto de vista da Física:
(Fat)max
= µ=
= 16N
e .N 0,2x80
m1 = 300 g → P1 = 3N
m2 = 600 g → P2 = 6N
m3 = 900 g → P3 = 9N
m4 = 1200g → P4 = 12N
Para haver movimento á preciso que
As combinações possíveis são:
P1 + P2 + P3 =
18
P1 + P2 + P4 =
21
P2 + P3 + P4 =
27
P2 + P4 =
18
P3 + P4 =
21
2.
a) Observe a figura a seguir:
∑ P > 16
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b) 16 N
3. Esboço das forças que atuam no sistema:
Condição da questão:
Tmax = 800N
P' =
T → M.g =
T → M.10 =
800
Mmax = 80kg
Para que a pessoa levante a caixa sem deslizar, temos:
Na pessoa: A = T.cosθ
Na caixa: T
= P'
= M.g
Ou seja,=
A T.cos θ →=
A P'.cos θ →=
A M.g.cos θ (EQUAÇÃO 1)
Força de atrito que atua na pessoa: A = µ.N
Como: N + T.senθ = P → N = P − T.senθ → N = m.g − T.senθ
Teremos: =
A µ=
.N µ.(m.g − T.senθ)
Substituindo na equação 1:
A= M.g.cos θ → µ.(m.g − T.senθ=
) M.g.cos θ
Lembre-se que: T
= P'
= M.g
Ou seja: µ.(m.g − T.senθ=
) M.g.cos θ → µ.(m.g − M.g.senθ=
) M.g.cos θ
Substituindo os valores:
2
2
M = 40 2kg
µ.(m.g − M.g.sen
=
θ) M.g.cos θ → 1.(80.10 − M.10.sen45º
=
) M.10.cos 45º → 800 − M.10 = M.10.
2
2
M<M max , a resposta satisfaz a questão.
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – FÍSICA
4.
Queda da bola: V 2 = V02 + 2.a.∆S → V12 =2 × 10 × 3,2 =64 → V1 = 8,0m / s
Subida da bola: V 2 = V02 + 2.a.∆S → 0= V22 − 2 × 10 × 0,8 → V22 = 16 → V2 = 4,0m / s
Colisão:
∆V
4 − ( −8)
=
=
FR =
m.
0,1×
60N
∆t
0,02
5.
1) Desprezando-se a resistência do ar, as forças, que atuam sobre o carro são:
P (força peso)
N (força de reação normal)
Fat (força de atrito)
(observe a figura I)
2) Para que o carro possa fazer a cuva, sem derrapar, a força de atrito (Fat) deve cumprir o papel da resultante
centrípeta (Fcp). Assim, temos:
Fcp = Fat
2
m . V /R = μ . N
Mas, N = P = m . g, portanto:
2
m . V /R = μ . mg
V = (Rµg)
Supondo valores numéricos razoáveis para μ e g, vem:
μ = 0,45
2
g = 10 m/s
V = (R .µ. g)
V=
( 50 . 0, 45 .10 )
V = 15 m/s ou 54 km/h
3) Para que o carro possa fazer a curva com velocidade de módulo maior, sem derrapar, a parte externa da
mesma (ponto A) de ser mais alta que a parte interna (ponto B), pois tal fato aumentaria a intensidade da
resultante centrípeta.
6.
Dados: m= 15 kg; g= 10 m/s2 ; r= L= 3 m; h= 0,5 m.
a) Quando o balanço está parado as trações nas duas cordas equilibram o peso da criança.
2T = mg ⇒ 2T = 150 ⇒ T = 75N.
b) Com a criança está balançando, as trações nas cordas atingem valor máximo quando ela passa pelo ponto
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – FÍSICA
mais baixo, pois nesse ponto a velocidade é máxima, causando máxima resultante centrípeta.
Sendo o raio da trajetória o próprio comprimento da corda (r = 3 m), a resultante centrípeta é obtida pela diferença
entre as intensidades das duas trações e o peso.
2T − m g =
m v2
15 × 10
⇒ 2 T − 150 =
r
3
⇒ 2 T = 200 ⇒
T = 100 N.
7.
a) Observe a figura a seguir
b) 6,0 m/s
8.
[B]
Para que um corpo extenso esteja em equilíbrio é necessário que o somatório dos momentos das forças em
relação a um ponto “O” qualquer seja nula.
Fx3d= Pxd → P= 3F
9.
[A]
A figura mostra a barra e a decomposição da força de 20N.
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – FÍSICA
Para que a barra esteja em equilíbrio, a soma dos momentos deve ser nula.
3
0
=
F.L (20 cos 300 ).L →
=
F 20 cos 30
=
20 = 10 3N ≅ 17,3N .
2
10.
[D]
Observe as forças que agem na gangorra.
Os momentos das forças devem anular-se. Portanto:
440x= 400 × 1,7 + 420 × 1 → 440x= 1100 → x= 2,5m
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – FÍSICA
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – QUÍMICA
PARA A VALIDADE DO QiD, AS RESPOSTAS DEVEM SER APRESENTADAS EM FOLHA
PRÓPRIA, FORNECIDA PELO COLÉGIO, COM DESENVOLVIMENTO E SEMPRE A TINTA.
TODAS AS QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA DEVEM SER JUSTIFICADAS.
DATA DE ENTREGA: 21 / 09 / 2016
Atenção: Leia o texto a seguir e responda às questões 1.
O THC ou tetraidrocanabinol é o principal componente ativo da maconha (marijuana) com efeito de causar
abandono das atividades sociais e reduzir acentuadamente o desejo sexual. Em longo prazo o consumo de
maconha pode reduzir a capacidade de aprendizado e memorização, além de passar a apresentar uma falta de
motivação para desempenhar as tarefas mais simples do cotidiano. Sua fórmula estrutural está representada a
seguir:
1. (1,0) Dê as funções químicas presentes na molécula do THC.
Atenção: Leia o texto a seguir e responda às questões 2 e 3.
VITAMINAS B2 e B6
Também conhecida como riboflavina (B2), e no passado por vitamina G, é obtida a partir de vegetais folhosos e,
em maior quantidade, da soja, do leite e de frutos do mar.
No organismo dos seres humanos, auxilia no metabolismo das gorduras, açúcares e proteínas, sendo importante
para a saúde dos olhos, pele, boca e cabelos.
Conhecida como piridoxina (B6), esta vitamina está presente em vegetais folhosos, cereais e leite e está
envolvida no processo de respiração celular e no metabolismo de proteínas. Sua absorção se dá no intestino
delgado, e não é completamente excretada junto com a urina como as outras vitaminas desse complexo,
permanecendo retida especialmente nos músculos.
2. (1,0) Quais as funções presentes na molécula da piridoxina ?
3. (1,0) Quais as funções presentes na molécula da riboflavina ?
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – QUÍMICA
Atenção: Leia o texto a seguir e responda às questões 4 e 5.
Misturaram-se 100 mL de uma solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração igual a 10,0 g/L com 100 mL de
outra solução aquosa do mesmo ácido, mas de concentração desconhecida. Sabendo-se que a concentração da
solução resultante é igual a 6,5 g/L, calcule
4. (1,0) Qual a concentração em mol/L da solução desconhecida ?
5. (1,0) Qual o volume de água que devemos adicionar aos 100 mL da solução mais concentrada para
transformá-la na em solução a 2,0 g/L ?
6. (1,0) Na preocupação em preparar uma solução de hidróxido de sódio 1,8 mol/L, um químico ao misturar
determinado volume de uma solução de hidróxido de sódio 1,5 mol/L com 300 mL de outra solução 2 mol/L da
mesma base, esqueceu de anotar o volume. Você poderia ajudar ao químico determinar esse volume?
Justifique com cálculos.
Atenção: Leia o texto a seguir e responda às questões 7, 8, 9, e 10.
No laboratório do Colégio Qi um professor de Química realizou uma prática de titulometria, utilizando uma solução
de 20 mL de hidróxido de potássio 0,5 mol/L para neutralizar completamente uma solução 1,0 mol/L de ácido
sulfúrico.
20 mL de KOH 0,5
mol/L
1,0 mol/L de H2SO4 +
fenolftaleína
Responda:
7. (1,0) Dê a equação da reação mencionada.
8. (1,0) Determine o volume da solução de ácido sulfúrico utilizado pelo professor.
9. (1,0) Qual a concentração em g/L da solução básica
10. (1,0) Qual a % em massa da solução de ácido sulfúrico sabendo-se que a densidade de sua solução é 1,2
3
g/cm .
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – QUÍMICA
PARA A VALIDADE DO QiD, AS RESPOSTAS DEVEM SER APRESENTADAS EM FOLHA
PRÓPRIA, FORNECIDA PELO COLÉGIO, COM DESENVOLVIMENTO E SEMPRE A TINTA.
TODAS AS QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA DEVEM SER JUSTIFICADAS.
DATA DE ENTREGA: 21 / 09 / 2016
GABARITO
1. fenol e éter
2. álcool e amina
3. álcool, amina e amida
4.
5.
6.
7.
8.
9.
QiD 6 – 2ª SÉRIE – PARTE 3 – QUÍMICA
10.