Interbits – SuperPro ® Web

Interbits – SuperPro ® Web
1. A ilustração abaixo representa um bloco de 2 kg de massa, que é comprimido contra uma
mola de constante elástica K = 200 N/m. Desprezando qualquer tipo de atrito, é CORRETO
afirmar que, para que o bloco atinja o ponto B com uma velocidade de 1,0 m/s, é necessário
comprimir a mola em:
a) 0,90 cm.
b) 90,0 cm.
c) 0,81 m.
d) 81,0 cm.
e) 9,0 cm.
2. Em um processo de demolição de um prédio, foi utilizado um guindaste como o mostrado
na figura.
Nesse guindaste há um pêndulo formado por um cabo de aço de comprimento, L, e por uma
esfera de ferro (esfera de demolição) de massa, M.
Para realizar a demolição, a esfera é puxada pelo guindaste até a posição mostrada na figura
e, logo após, é solta, indo, assim, de encontro ao prédio a ser demolido.
Considerando a aceleração da gravidade, g; o comprimento do arco, S, formado pelo
movimento da esfera; a diferença de altura, h, entre a posição inicial e sua posição no
momento da colisão; a altura, H, da esfera em relação ao solo na posição inicial; e o
comprimento do cabo, L, conforme mostrados na figura, pode-se concluir que a energia
máxima disponível em uma colisão é:
a) MgS.
b) MgH.
c) MgL.
d) Mgh.
3. Arlindo é um trabalhador dedicado. Passa grande parte do tempo de seu dia subindo e
descendo escadas, pois trabalha fazendo manutenção em edifícios, muitas vezes no alto.
Página 1 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
Considere que, ao realizar um de seus serviços, ele tenha subido uma escada com velocidade
escalar constante. Nesse movimento, pode-se afirmar que, em relação ao nível horizontal do
solo, o centro de massa do corpo de Arlindo
a) perdeu energia cinética.
b) ganhou energia cinética.
c) perdeu energia potencial gravitacional.
d) ganhou energia potencial gravitacional.
e) perdeu energia mecânica.
4. O bate-estacas é um dispositivo muito utilizado na fase inicial de uma construção. Ele é
responsável pela colocação das estacas, na maioria das vezes de concreto, que fazem parte
da fundação de um prédio, por exemplo. O funcionamento dele é relativamente simples: um
motor suspende, através de um cabo de aço, um enorme peso (martelo), que é abandonado de
uma altura, por exemplo, de 10 m, e que acaba atingindo a estaca de concreto que se encontra
logo abaixo. O processo de suspensão e abandono do peso sobre a estaca continua até a
estaca estar na posição desejada.
É CORRETO afirmar que o funcionamento do bate-estacas é baseado no princípio de:
a) transformação da energia mecânica do martelo em energia térmica da estaca.
b) conservação da quantidade de movimento do martelo.
c) transformação da energia potencial gravitacional em trabalho para empurrar a estaca.
d) colisões do tipo elástico entre o martelo e a estaca.
e) transformação da energia elétrica do motor em energia potencial elástica do martelo.
5. Uma pessoa, com 80 kg de massa, gasta para realizar determinada atividade física a
mesma quantidade de energia que gastaria se subisse diversos degraus de uma escada,
equivalente a uma distância de 450 m na vertical, com velocidade constante, num local onde
Página 2 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
g 10 m/s2 . A tabela a seguir mostra a quantidade de energia, em joules, contida em porções
de massas iguais de alguns alimentos.
Alimento
espaguete
pizza de mussarela
chocolate
batata frita
castanha de caju
Energia por porção
(kJ)
360
960
2160
1000
2400
Considerando que o rendimento mecânico do corpo humano seja da ordem de 25%, ou seja,
que um quarto da energia química ingerida na forma de alimentos seja utilizada para realizar
um trabalho mecânico externo por meio da contração e expansão de músculos, para repor
exatamente a quantidade de energia gasta por essa pessoa em sua atividade física, ela deverá
ingerir 4 porções de
a) castanha de caju.
b) batata frita.
c) chocolate.
d) pizza de mussarela.
e) espaguete.
6. O mapa abaixo mostra uma distribuição típica de correntes na desembocadura do rio Pará,
duas horas antes da preamar, momento no qual se pode observar que as águas fluem para o
interior do continente.
A principal causa para a ocorrência desse fenômeno de fluência das águas é:
a) A dilatação das águas do oceano ao serem aquecidas pelo Sol.
b) A atração gravitacional que a Lua e o Sol exercem sobre as águas.
c) A diferença entre as densidades da água no oceano e no rio.
d) O atrito da água com os fortes ventos que sopram do nordeste nesta região.
e) A contração volumétrica das águas do rio Pará ao perderem calor durante a noite.
7. Os mágicos são ilusionistas porque criam, no espectador, a ilusão de que seus truques
violam as leis físicas. Eles conseguem iludir porque desviam a atenção do espectador. Numa
Página 3 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
festa de aniversário, um prato está sobre uma toalha que cobre uma mesa. O prato e a toalha
estão em repouso num referencial fixo na mesa. Então, pronunciando abracadabras, o mágico
puxa bruscamente a toalha horizontalmente, retirando-a da mesa sem que o prato se desloque
perceptivelmente. Esse truque pode ser explicado, porque
a) não existe atrito entre o prato e a toalha.
b) nenhuma força atua sobre o prato.
c) a inércia do prato é muito maior do que a inércia da toalha.
d) o módulo do impulso associado à força de atrito da toalha sobre o prato é muito pequeno.
e) a força de resistência do ar cancela a força da toalha sobre o prato.
8. Uma esfera de massa igual a 2,0kg, inicialmente em repouso sobre o solo, é puxada
verticalmente para cima por uma força constante de módulo igual a 30,0N, durante 2,0s.
Desprezando-se a resistência do ar e considerando-se o módulo da aceleração da gravidade
local igual a 10m / s2 , a intensidade da velocidade da esfera, no final de 2,0s, é igual, em m/s,
a
a) 10,0
b) 8,0
c) 6,0
d) 5,0
e) 4,0
9. Analise as afirmativas abaixo sobre impulso e quantidade de movimento.
I. Considere dois corpos A e B deslocando-se com quantidades de movimento constantes e
iguais. Se a massa de A for o dobro de B, então, o módulo da velocidade de A será metade
do de B.
II. A força de atrito sempre exerce impulso sobre os corpos em que atua.
III. A quantidade de movimento de uma luminária fixa no teto de um trem é nula para um
passageiro, que permanece em seu lugar durante todo o trajeto, mas não o é para uma
pessoa na plataforma que vê o trem passar.
IV. Se um jovem que está afundando na areia movediça de um pântano puxar seus cabelos
para cima, ele se salvará.
São corretas
a) apenas I e III.
b) apenas I, II e III.
c) apenas III e IV.
d) todas as afirmativas.
10. O estresse pode fazer com que o cérebro funcione aquém de sua capacidade. Atividades
esportivas ou atividades lúdicas podem ajudar o cérebro a normalizar suas funções.
Num certo esporte, corpos cilíndricos idênticos, com massa de 4kg, deslizam sem atrito sobre
uma superfície plana. Numa jogada, um corpo A movimenta-se sobre uma linha reta,
considerada o eixo x do referencial, com velocidade de módulo 2m/s e colide com outro corpo,
B, em repouso sobre a mesma reta. Por efeito da colisão, o corpo A permanece em repouso, e
o corpo B passa a se movimentar sobre a reta. A energia cinética do corpo B, em J, é
a) 2.
b) 4.
c) 6.
d) 8.
e) 16.
11. No sistema solar, Netuno é o planeta mais distante do Sol e, apesar de ter um raio 4
vezes maior e uma massa 18 vezes maior do que a Terra, não é visível a olho nu.
Considerando a Terra e Netuno esféricos e sabendo que a aceleração da gravidade na
2
superfície da Terra vale 10 m/s , pode-se afirmar que a intensidade da aceleração da gravidade
2
criada por Netuno em sua superfície é, em m/s , aproximadamente,
a) 9.
b) 11.
c) 22.
Página 4 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
d) 36.
e) 45.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Nesta prova adote os conceitos da Mecânica Newtoniana e as seguintes convenções:
2
O valor da aceleração da gravidade: g = 10 m/s .
O valor π = 3.
A resistência do ar pode ser desconsiderada.
12. Um ginasta de 60 kg de massa, exercitando-se sobre uma cama elástica, deseja saltar
cada vez mais alto. Sabe-se que, após atingir a altura de 0,8 m acima do nível da cama, o
ginasta cai sobre a mesma e sobe até a altura de 1,25 m.
Nesse contexto, é correto afirmar que, para esse último salto, o módulo do impulso transmitido
pela cama elástica ao atleta foi de:
a) 60 kg m/s
b) 100 kg m/s
c) 150 kg m/s
d) 270 kg m/s
e) 540 kg m/s
13. Um professor de física pendurou uma pequena esfera, pelo seu centro de gravidade, ao
teto da sala de aula, conforme a figura:
Em um dos fios que sustentava a esfera ele acoplou um dinamômetro e verificou que, com o
sistema em equilíbrio, ele marcava 10 N. O peso, em newtons, da esfera pendurada é de
a) 5 3.
b) 10.
c) 10 3.
d) 20.
e) 20 3.
14. Na figura a seguir, o peso P1 é de 500 N e a corda RS é horizontal.
Os valores das tensões T1, T2 e T3 e o peso P2, em Newton, são, respectivamente,
a) 500 2 , 500, 1000 / 3 e 500 / 3 .
Página 5 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
b) 500 / 2 , 1000, 1000
3 e 500 3 .
c) 500 2 , 1000, 1000 / 3 e 500 / 3 .
d) 500 / 2 , 500, 1000 3 e 500 3 .
15. Na figura a seguir, o sul-africano Mark Shuttleworth, que entrou para história como o
segundo turista espacial, depois do empresário norte-americano Dennis Tito, "flutua" a bordo
da Estação Espacial Internacional que se encontra em órbita baixa (entre 350 km e 460 km da
Terra).
Sobre Mark, é correto afirmar:
a)
b)
c)
d)
e)
tem a mesma aceleração da Estação Espacial Internacional.
não tem peso nessa órbita.
tem o poder da levitação.
permanece flutuando devido à inércia.
tem velocidade menor que a da Estação Espacial Internacional.
16. Considere as seguintes afirmações.
I - Para que um satélite se mantenha em uma órbita circular ao redor da Terra, a força
resultante sobre ele não deve ser nula.
II - O efeito de marés oceânicas, que consiste na alteração do nível da água do mar, não é
influenciado pelo Sol, apesar da grande massa deste.
III - O módulo da aceleração da gravidade em um ponto no interior de um planeta diminui com
a distância desse ponto em relação ao centro do planeta.
Tendo em vista os conceitos da Gravitação Universal, quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas I e III.
d) Apenas II e III.
e) I, II e III.
17. Leia a tirinha.
Página 6 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
Não é difícil imaginar que Manolito desconheça a relação entre a força da gravidade e a forma
de nosso planeta. Brilhantemente traduzida pela expressão criada por Newton, conhecida
como a lei de gravitação universal, esta lei é por alguns aclamada como a quarta lei de
Newton. De sua apreciação, é correto entender que:
a) em problemas que envolvem a atração gravitacional de corpos sobre o planeta Terra, a
constante de gravitação universal, inserida na expressão newtoniana da lei de gravitação, é
chamada de aceleração da gravidade.
b) é o planeta que atrai os objetos sobre sua superfície e não o contrário, uma vez que a
massa da Terra supera muitas vezes a massa de qualquer corpo que se encontre sobre sua
superfície.
c) o que caracteriza o movimento orbital de um satélite terrestre é seu distanciamento do
planeta Terra, longe o suficiente para que o satélite esteja fora do alcance da força
gravitacional do planeta.
d) a força gravitacional entre dois corpos diminui linearmente conforme é aumentada a
distância que separa esses dois corpos.
e) aqui na Terra, o peso de um corpo é o resultado da interação atrativa entre o corpo e o
planeta e depende diretamente das massas do corpo e da Terra.
18. Quando a resultante de um sistema de forças aplicadas num corpo é nula, é porque o
corpo:
a) somente se movimenta com velocidade constante.
b) repele o sistema.
c) muda de direção de deslocamento.
d) está em equilíbrio.
e) somente está parado.
19. A figura a seguir mostra um atleta de ginástica olímpica no aparelho de argolas. O ginasta
encontra-se parado na posição mostrada.
Assinale qual dentre as alternativas a seguir a que melhor representa as forças que atuam
sobre ele, desprezando-se as forças do ar.
Página 7 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
20. Para um corpo que se encontra em equilíbrio segundo um referencial, pode-se garantir
que:
a) é nula sua velocidade.
b) é nula sua energia potencial.
c) são nulas sua aceleração e sua velocidade.
d) é nula sua quantidade de movimento.
e) é nula sua aceleração mas não necessariamente sua velocidade.
Página 8 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[B]
Dados: m = 2 kg; K = 200 N/m; v = 1 m/s; h = 4 m.
O sistema é conservativo. Então:
A
EMec
x
K x2
2
B
EMec
81
100
x
m gh
m v2
2
200 x 2
2
2 10 4
2 1
2
2
0,9 m.
Ignorando a resposta negativa:
x = 90,0 cm.
Resposta da questão 2:
[D]
Pela conservação da energia mecânica, a energia máxima disponível em uma colisão é a
energia cinética adquirida pela esfera de demolição ao baixar da posição inicial até o nível de
impacto. Essa energia cinética provém da energia potencial gravitacional perdida ao baixar
esse desnível h.
Portanto:
Ecin
Epot
M g h.
Resposta da questão 3:
[D]
A expressão da energia potencial é: EPot = m g h. Se ele está subindo, a altura está
aumentando, portanto, o centro de massa do corpo do Arlindo está ganhando energia
potencial.
Resposta da questão 4:
[C]
Durante a queda do martelo, há transformação de energia potencial gravitacional em energia
cinética. No contanto com a estaca, o martelo aplica força sobre ela. Essa força realiza
trabalho, empurrando a estaca.
Resposta da questão 5:
[E]
2
Dados: m = 80 kg; h = 450 m; g = 10 m/s ;
= 25% = 0,25 = 1/4.
A energia útil (EU) nessa atividade a energia potencial gravitacional adquirida pela pessoa.
EU mgh 80 10 450 360.000 J
EU 360 kJ.
A energia total (ET) liberada pelo organismo nessa atividade é:
EU
EU 360
ET
ET 4 360
1
ET
4
ET 1.440 J.
Página 9 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
Consultando a tabela dada, concluímos que essa quantidade de energia corresponde à de 4
porções de espaguete.
Resposta da questão 6:
[B]
É o conhecido fenômeno das marés, provocado pelas forças gravitacionais exercidas pelo Sol
e pela Lua sobre as águas.
Resposta da questão 7:
[D]
Quando a toalha é puxada, a força de atrito entre a toalha e o prato tende a trazer o prato junto
com a toalha. Porém, se o puxão é suficientemente forte e brusco, a variação da quantidade de
movimento do prato seria muito alta, não havendo impulso de intensidade capaz de
proporcioná-la. Podemos também pensar que a força de atrito exigida para que o prato
acompanhe a toalha e maior que a força de atrito estática. Assim, o prato escorrega em relação
à toalha.
Resposta da questão 8:
[A]
Usando o teorema do impulso, vem:
 
Q Q0

IR
F P t
m( V
V0 )
(30 20).2
2v
v
10m / s .
Resposta da questão 9:
[B]
I. Correta. Verifiquemos:
Dados: QA = QB; mA = 2 mB.
vB
.
2
II. Correta. Sempre que uma força atua sobre um corpo ela aplica impulso sobre ele.
III. Correta. A quantidade de movimento é o produto da massa pela velocidade. Se a
velocidade depende do referencial, então a quantidade de movimento também depende.
IV. Falsa. As forças trocadas entre as mãos e os cabelos são forças internas, e forças internas
não aceleram o sistema.
QA
QB
mA v A
mB vB
2mB v A
mB vB
vA
Resposta da questão 10:
[D]
Pela conservação da Quantidade de Movimento:
m vA
EBCin
B
Cin
E
m vB
m v B'2
2
8 J.
m v 'A
4 2
m v B'
2 0
0
v B'
v B'
2 m / s.
2
2
Resposta da questão 11:
[B]
Na Terra:
gT
GM
10 m / s2 .
R2
Em Netuno:
Página 10 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
gN
gN
G 18M
4R
18
16
gN
2
GM
R2
9
gT
8
9
10
8
11,25 m / s2 .
Resposta da questão 12:
[E]
1
V1
2gh1
2x10x0,8
mV12
2
2gh2
2x10x1,25 5,0m / s
Primeiro salto: mgh1
Segundo salto: V2
I
Q Q0
mΔV
I
60 5 ( 4)
4,0m / s
540kg.m / s .
Resposta da questão 13:
[D]
Como a esfera está em equilíbrio, a resultante das forças é nula.
sen 30° =
Tdin
P
1
2
10
P
P
20 N.
Resposta da questão 14:
[A]
Dado: P1 = 500 N.
Como é uma situação de equilíbrio, a resultante em cada um dos nós R e S é nula. Aplicando,
então, a regra da poligonal em cada um dos nós.
Na Fig I:
P
sen 45° = 1
T1
tg 45° =
P1
T2
2
2
1
500
T2
500
T1
T1
1.000
2
T1
500 2 N.
T2 = 500 N.
Página 11 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
Na Fig II:
cos 30° =
tg 30° =
T2
T3
P2
T2
3
2
3
3
500
T3
P2
500
T3
P2
1.000
3
500 3
3
N.
3
500( 3 )
3
3 3
P2
500
3
N.
Resposta da questão 15:
[A]
Resolução
O chamado estado de imponderabilidade ocorre exatamente porque todos os corpos dentro da
estação espacial e a própria estação espacial estão sujeitos a mesma aceleração. O que valida
a alternativa A. Como existe aceleração (gravitacional) da Terra sobre a estação e tudo mais
que ela contém, o astronauta possui peso, o que invalida a alternativa B. Até onde se sabe
apesar da fortuna do Sr. Shuttleworth não há evidências de que ele tenha poder de levitação. O
estado do astronauta, bem como de tudo mais da estação não é inercial, pois, como já dito,
existe aceleração sobre os corpos em órbita. A velocidade do astronauta pode até ser
momentaneamente maior ou menor que a velocidade da própria estação, se ele se desloca
dentro dela. Como ele flutua, no mesmo local da estação, subentende-se que a velocidade dele
é a da estação, o que invalida a alternativa E.
Resposta da questão 16:
[C]
Resolução
A afirmação I está correta, pois para se manter em órbita a força de atração gravitacional deve
atuar sobre o satélite como resultante centrípeta.
O efeito de maré é mais influenciado pela Lua do que pelo Sol, mas ainda sim este último tem
influência. Assim a afirmação II é falsa.
A afirmação III é correta, pois quanto mais nos aproximados do centro do planeta, dentro dele,
menos massa planetária ficará entre nós e o centro, o que reduz o efeito da aceleração
gravitacional.
Resposta da questão 17:
[E]
GMm
. O "G" é a constante de gravitação universal. Errado
d2
b) Errado. Ação e reação.
c) Errado. Se a força gravitacional não existisse o satélite iria se perder no espaço.
GMm
d) Errado. Pela expressão F
vemos que a variação é inversamente proporcional ao
d2
quadrado de “d”.
e) Certo. Pela própria definição de peso.
a) F
Página 12 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
Resposta da questão 18:
[D]
Resposta da questão 19:
[A]
Resposta da questão 20:
[E]
Página 13 de 14
Interbits – SuperPro ® Web
Resumo das questões selecionadas nesta atividade
Data de elaboração:
Nome do arquivo:
18/06/2012 às 22:33
Kilder
Legenda:
Q/Prova = número da questão na prova
Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®
Q/prova
Q/DB
Matéria
Fonte
Tipo
1 ................. 113390 ............ Física ................. G1 - ifsc/2012 ......................... Múltipla escolha
2 ................. 111054 ............ Física ................. Ufrn/2012 ................................ Múltipla escolha
3 ................. 111161 ............ Física ................. G1 - ifsp/2012 ......................... Múltipla escolha
4 ................. 113386 ............ Física ................. G1 - ifsc/2012 ......................... Múltipla escolha
5 ................. 108891 ............ Física ................. Unesp/2012 ............................ Múltipla escolha
6 ................. 112409 ............ Física ................. Ufpa/2012 ............................... Múltipla escolha
7 ................. 104145 ............ Física ................. Ufsm/2011 .............................. Múltipla escolha
8 ................. 105351 ............ Física ................. Uesc/2011 .............................. Múltipla escolha
9 ................. 106477 ............ Física ................. Epcar (Afa)/2011 .................... Múltipla escolha
10 ............... 104144 ............ Física ................. Ufsm/2011 .............................. Múltipla escolha
11 ............... 101409 ............ Física ................. Uftm/2011 ............................... Múltipla escolha
12 ............... 104213 ............ Física ................. Ufpb/2011 ............................... Múltipla escolha
13 ............... 90234 .............. Física ................. Unesp/2010 ............................ Múltipla escolha
14 ............... 98387 .............. Física ................. Uece/2010 .............................. Múltipla escolha
15 ............... 84912 .............. Física ................. Udesc/2009 ............................ Múltipla escolha
16 ............... 84745 .............. Física ................. Ufrgs/2008 .............................. Múltipla escolha
17 ............... 83079 .............. Física ................. Ufscar/2008 ............................ Múltipla escolha
18 ............... 71334 .............. Física ................. G1 - cftpr/2006 ....................... Múltipla escolha
19 ............... 54940 .............. Física ................. Ufrrj/2005 ................................ Múltipla escolha
20 ............... 15870 .............. Física ................. Mackenzie/1996 ..................... Múltipla escolha
Página 14 de 14