aluno (a) - Física Divertida

COLÉGIO
OFICINA
ALUNO (A): _____________________________________________________ Nº.:_____
PROFESSOR IVÃ PEDRO
I UNIDADE
3ª SÉRIE E. M.
TURMA: _____
DATA: ____/____/2015
1) Os fluidos compreendem os líquidos e os gases e estão presentes não apenas no ambiente, mas
também em todos os seres humanos. Assim, entender o comportamento dos fluidos é entender muito
sobre o ser humano e suas interações com o mundo que o cerca. Sobre o comportamento e as
propriedades dos fluidos em um elevador hidráulico, onde uma plataforma 1 apresenta área A e outra
plataforma 2 apresenta área 20A, é correto afirmar:
a) Se aplicarmos uma força de 2 N na plataforma 1, o valor da força na plataforma 2 será de 20 N .
b) Se a plataforma 1 se mover em uma distância de 2 m, a plataforma 2 se moverá de uma distância
40m.
c) O Princípio de Arquimedes é consequência das leis de conservação da massa e energia.
d) Se aplicarmos uma força de 20 N na plataforma 1, o valor da força na plataforma 2 será de 2 N .
e) Se a plataforma 1 se mover em uma distância de 20 m, a plataforma 2 se moverá de uma distância
1 m.
RESOLUÇÃO COMENTADA
De acordo ao princípio de Pascal se um êmbolo de área A recebe uma força F, outro êmbolo de
área 20A receberá uma força 20 vezes maior. Se um êmbolo de área A desloca-se uma
distância d, outro êmbolo de área 20A irá se deslocar de uma distância 20 vezes menor. Dessa
forma, a alternativa correta é a letra e. Se a plataforma 1 se mover 20m, a plataforma 2 se
moverá 20 vezes menos, ou seja, 1m.
2) Na figura temos 3 bolas de mesmo volume 6 l (mesmo raio) mergulhadas num tanque cheio
d´água de densidade 1 kg/l. Uma delas é de madeira e a outra de ferro. Considere que a densidade do
ferro é 10 kg/l e a densidade da madeira é 0,5 kg/l.
Assim, podemos afirmar que a tração no fio que prende a bola de madeira e a tração no fio que
prende a bola de ferro serão respectivamente em kgF, iguais a:
a) 30 e 540
b) 3 e 54
c) 8 e 78
d) 80 e 780
e) 3 e 78
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RESOLUÇÃO COMENTADA
Analisando a bola de água afirmamos que o empuxo sobre ela será igual ao seu próprio peso.
Dessa forma, 6 l de água tem massa de 6 kg e pesam 6 kgf. Este será o valor do empuxo em
todas as bolas, pois elas possuem o mesmo volume. Dessa forma na bola de ferro o empuxo
somado à tração será o peso da bola de ferro. Assim, o valor da tração no fio da bola de ferro
será 54 kgf. Na bola de madeira o empuxo será igual à soma do peso da bola de madeira com a
tração no fio. Assim, o valor da tração no fio da bola de madeira será 3 kgf. Resposta letra b.
3) No elevador mostrado na figura a seguir, o carro no cilindro à esquerda, na posição E, tem uma
massa de 900 kg, e a área da secção transversal do cilindro é 2.500 cm2. Considere a massa do pistão
desprezível e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2. A área da secção transversal do cilindro, na
posição D, é 25 cm2, e o pistão tem massa desprezível.
Se o pistão desce 4m, determine a distância que o carro subirá, em cm.
a) 2
b) 4
c) 20
d) 25
e) 40
RESOLUÇÃO COMENTADA
De acordo à Pascal se a área da plataforma E é 100 vezes maior que a área da plataforma D, a
distância percorrida pela plataforma E será 100 vezes menor. Assim, se a plataforma D
percorreu 4m, a plataforma E com o carro subirá 0,04m, ou seja, 4 cm. Resposta letra b.
4) Um paraquedista de 80 kg salta, em uma apresentação artística, do alto de um avião. Durante a
queda, antes do paraquedas se abrir atua sobre ele uma força de resistência do ar que é definida pela
expressão Kv2, onde v é a velocidade do paraquedista e K é uma constante de proporcionalidade que
depende da área do paraquedista, do coeficiente de arrasto aerodinâmico e da densidade do ar.
Em determinado instante da queda o paraquedista atinge uma velocidade limite e passa a descer com
velocidade vetorial constante. Determine esta velocidade limite atingida pelo paraquedista,
considerando que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2.
80
𝑎) √
𝑘
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8
b) √
𝑘
800
c) √
𝑘
𝑘
d) √
80
𝑘
e) √
800
5) Arquimedes trouxe profundas contribuições à física dos fluidos, elaborando de forma concisa e
prática o conceito de empuxo. Acerca das leis que explicam o empuxo, analise os itens abaixo e
assinale a alternativa correta:
a) À medida que afundamos um corpo em um líquido a pressão aumenta, produzindo um aumento
do empuxo sofrido pelo corpo.
b) Corpos de mesmo volume, totalmente imersos num mesmo líquido, ocupam o mesmo espaço no
interior desse líquido e, portanto, sofrem obrigatoriamente o mesmo empuxo, de acordo a Stevin.
c) Duas esferas maciças A e B de volumes iguais, onde a densidade de B é maior que a densidade de
A, encontram-se em equilíbrio e totalmente imersos na água. O líquido deslocado por A e B são
iguais.
d) Quando um objeto se encontra em repouso na base sólida de um reservatório contendo água, a
intensidade do empuxo é igual à intensidade do peso do objeto.
e) Se um corpo parcialmente submerso num fluido está em equilíbrio hidrostático, o empuxo sobre
ele é nulo.
RESOLUÇÃO COMENTADA
a) Falso. O empuxo não está relacionado a pressão e sim à diferença de pressão.
b) Falso. A afirmação se deve a Arquimedes.
c) Verdadeiro.
d) Falso. O empuxo somado à normal é igual ao peso.
e) Falso. O empuxo não é nulo e é igual ao peso.
6) Em um prédio de 10 andares, um elevador transporta um homem de 70 kg que está sobre uma
balança. À medida que vai se aproximando do térreo, a velocidade do elevador vai diminuindo em
uma taxa de 2 m/s a cada 1 s e a balança registrará um novo valor. Determine, em N, a nova leitura
da balança, supondo que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2
a) 560
b) 840
c) 700
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d) 1400
e) 350
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RESOLUÇÃO COMENTADA
Fr = m.a
N – P = m.a
N – 700 = 70.2
N = 140 + 700 = 840 N
Resposta letra b
7) Em uma loja de departamentos um funcionário precisou arrastar uma caixa de madeira,
inicialmente em repouso, que pesava 200 N ao longo de uma superfície horizontal com coeficientes
de atrito estático máximo 0,5 e cinético 0,2. Acerca desta situação, analise os itens e assinale o que
for correto:
a) Se o funcionário aplicar uma força horizontal de 100 N a caixa irá se movimentar em equilíbrio
dinâmico.
b) Caso o funcionário aplicasse uma força de 50 N, a caixa não se moveria e o atrito que atuaria
sobre ela seria de 100 N.
c) Para a caixa se movimentar o funcionário terá que aplicar uma força maior que 100 N e quando
isso ocorrer a força de atrito sobre a caixa passará a ser igual a 20 N.
d) Se o funcionário aplicar uma força de 150 N a caixa irá se mover e a força resultante que atuará
sobre ela será igual a 110 N.
e) A força de atrito cinético sobre a caixa será inicialmente de 40 N e à medida que a velocidade for
aumentando o valor desta força de atrito irá diminuindo.
RESOLUÇÃO COMENTADA
a) Falso. A caixa não sairá do lugar.
b) Falso. O atrito sobre ela valeria 50 N.
c) Falso. Quando em movimento, sobre a caixa atuará uma força de 40 N.
d) Verdadeiro.
e) Falso. A força de atrito cinético é constante.
8) A força de atrito deve-se à existência de rugosidades na superfície de contato do objeto com o
solo. Essas rugosidades não são observadas macroscopicamente, mas são elas que dificultam o
movimento. Acerca das leis que regem o atrito sobre os corpos, analise as alternativas abaixo e
assinale a correta:
a) A força de atrito cinético depende da velocidade do corpo.
b) A força de atrito estático é sempre constante.
c) Quanto maior a área de contato entre os corpos, maior será a força de atrito entre eles.
d) A força de atrito cinético é sempre contrária ao movimento.
e) A força de atrito seco estático atua nos pés de uma pessoa que caminha normalmente.
RESOLUÇÃO COMENTADA
a) Falso. Fat cinético independe da velocidade do corpo.
b) Falso. Fat estático é variável.
c) Falso. Fat independe das áreas das superfícies de contato.
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d) Falso. Fat cinético é contrário à tendência do escorregamento.
e) Verdadeiro.
9) Uma pessoa com saúde normal apresenta pressões sistólica e diastólica de 120mmHg e 80mmgH.
Estas pressões podem ser medidas em atm ou Pascal. Assim 1 atm é igual a 76 cm Hg e 105 Pascal é
igual a 76 cmHg. No Sistema Internacional de Medidas, a variação dessa pressão sistólica e
diastólica será aproximadamente igual a:
a) 0,05 atm
b) 5,4.103 Pa
c) 540 Pa
d) 0,5 atm
e) 5,4 atm
RESOLUÇÃO COMENTADA
No SI a pressão é medida em Pascal. Fazendo a transformação de 40 mmHg para pascal temos
o valor proposto na letra b.
10) Um manômetro de mercúrio de tubo aberto, como o mostrado na figura a seguir, está ligado a
um recipiente contendo um gás. Verifica-se que nessa situação o mercúrio atinge 30 cm a mais no
ramo da direita do que no ramo da esquerda, para uma pressão atmosférica equivalente a uma coluna
de mercúrio de 76 cm de altura.
Considerando as informações, é correto concluir que a pressão do gás será equivalente àquela
originada pela coluna de mercúrio em atm, e será igual a:
a) 0,2
b) 0,8
c) 1,4
d) 1,9
e) 2,4
RESOLUÇÃO COMENTADA
A pressão da coluna de mercúrio será 30 cmHg somado à pressão atmosférica de 76 cmHg.
Transformando este valor (106 cmHg) para atm, temos a letra c.
11) O dispositivo representado na figura, conhecido como Máquina de Atwood, é constituído por
dois blocos, A e B, de massas m e M, ligados por um fio ideal que passa por uma polia também
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ideal. Suponha que na situação apresentada abaixo, em um instante t ≠ 0, a massa M seja maior que a
massa m.
Pode-se afirmar que:
a) O bloco B está descendo e o bloco A está subindo.
b) O bloco A pode está descendo acelerado.
c) A orientação do vetor velocidade do bloco B é vertical e de cima para baixo.
d) Os blocos A e B podem estar em repouso.
e) Os blocos podem se mover com velocidade vetorial constante.
RESOLUÇÃO COMENTADA
a) Falso. Não se pode afirmar para onde os corpos estão se movendo.
b) Falso. Se o bloco A estiver descendo, terá que ser de forma desacelerada.
c) Falso. Não se pode afirmar a orientação do vetor velocidade.
d) Verdadeiro. O repouso momentâneo pode ocorrer.
e) Falso. Como as massas são diferentes, a força resultante não é nula.
12) Um bloco de massa 5,0 kg está em queda livre em um local onde a aceleração da gravidade vale
9,8 m/s2. É correto afirmar que:
a) a intensidade da força que o bloco exerce na Terra vale 49 N.
b) a resultante das forças que atuam no bloco é nula.
c) a intensidade da força que a Terra exerce no bloco é menor que 49 N.
d) a aceleração de queda do bloco é nula.
e) o módulo da velocidade de queda do bloco aumenta inicialmente e depois diminui.
RESOLUÇÃO COMENTADA
O peso do bloco, isto é, a força com que a Terra atrai o bloco tem intensidade:
P = m.g => P = 5,0.9,8 => P = 49 N.
Pela terceira Lei de Newton a força com que o bloco atrai a Terra tem a mesma intensidade.
Resposta letra a
13) Uma esfera é atirada com 20 m/s e à medida que vai se deslocando a sua velocidade vai
diminuindo até parar completamente após percorrer 100 m. Podemos afirmar que o coeficiente de
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atrito que atua sobre a esfera é, em N, igual a:
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
e) 0,5
RESOLUÇÃO COMENTADA
Como V2 = Vo2 + 2as,
Temos 02 = 202 – 2a100
a= 2 m/s2
Como a = µg
2 = µ.10
µ = 0,2
Resposta letra b
14) Uma bola de 200 g é atirada horizontalmente com 108 km/h de encontro a uma parede rígida. Se
a colisão durou 5 centésimos de segundos e a bola retorna na mesma direção com 72 km/h, pode-se
afirmar, em N, que a força trocada entre a bola e a parede é de:
a) 25
b) 50
c) 200
d) 400
e) 500
RESOLUÇÃO COMENTADA
Como I = ∆Q e I = F.t
Temos F.t = ∆Q
F.t = m∆v
F.0,05 = 0,2 (20 + 30)
F = 10/0,05 = 200 N
Resposta letra c
15) Um bloco de volume 0,25 m3 e massa 0,05 kg está preso a um fio ideal e completamente imerso
em um líquido de densidade 400 kg/m3 contido em uma caixa selada, conforme a figura. Sabendo-se
que a tensão no fio nessa situação é igual a 89,5 N, determine o módulo da reação normal da
superfície superior da caixa sobre o bloco.
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a) 0,0 N
b) 89,0 N
c) 910,0 N
d) 910,5 N
e) 1000,0 N
RESOLUÇÃO
N+P+T=E
N + 0,5 + 89,5 = 400.0,25.10
N = 1000 – 90 = 910 N
Resposta letra c
16) Em Física Clássica estudamos a força de atrito de escorregamento entre corpos, a força de
atração gravitacional entre massas, a força eletromagnética constituída pelas forças eletrostática, de
atração ou de repulsão entre cargas elétricas e magnética, que age em cargas elétricas em movimento
num campo magnético. Existem também forças que atuam no mundo microscópico. São as forças
nucleares. Acerca das diversas forças que existem na natureza podemos afirmar que:
a) Peso e normal são forças de natureza gravitacional e por isso podem ser consideradas forças de
ação e reação.
b) A força nuclear pode ser atrativa ou repulsiva, dependendo das cargas elétricas envolvidas na
interação.
c) As forças normal, de tração e atrito são de natureza eletromagnética e dessa forma não são reação
ao peso, que é uma força gravitacional.
d) Assim como a força nuclear, a força eletromagnética pode ser atrativa ou repulsiva e atua somente
a distâncias extremamente pequenas, da ordem de 10-20 m.
e) O peso é uma força de origem gravitacional e pode ser atrativa ou repulsiva, assim como a força
eletromagnética.
RESOLUÇÃO COMENTADA
a) Falso. Normal não pé força gravitacional e não são forças de ação e reação.
b) Falso. A força nuclear só pode ser atrativa.
c) Verdadeiro.
d) Falso. A força eletromagnética atua a distâncias maiores.
e) Falso. A força gravitacional só pode ser atrativa.
17) Para o sistema de blocos, considere a inexistência de atritos. As massas de A, B e C são,
respectivamente, 2,0 kg, 1,0 kg e 3,0 kg. Seja g = 10 m/s2. Determine a aceleração dos blocos, a
intensidade da tração no fio que liga A e C e a intensidade da força que A exerce em B.
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a) 2,0 m/s2; 10 N; 5,0 N
b) 3,0 m/s2; 15 N; 50,0 N
c) 5,0 m/s2; 10 N; 5,0 N
d) 5,0 m/s2; 15 N; 5,0 N
e) 10,0 m/s2; 15 N; 5,0 N
RESOLUÇÃO COMENTADA
Bloco A): T – f = mA.a => T – f = 2,0.a (1)
Bloco B): f = mB.a => f = 1,0.a (2)
Bloco C): PC – T = mC.a => 3,0.10 – T = 3,0.a => 30 – T = 3,0.a (3)
(1) + (2) + (3): 30 = (2.0 + 1,0 + 3,0).a => a = 5,0 m/s2
De (2): f = 1,0.5,0 => f = 5,0 N
De (1): T – 5,0 = 2,0.5,0 => T = 15 N
Respostas letra d: 5,0 m/s2; 15 N; 5,0 N
18) É impossível para uma pessoa respirar se a diferença de pressão entre o meio externo e o ar
dentro dos pulmões for maior do que 0,05 atm. Calcule a profundidade máxima, h, dentro d'água, em
cm, na qual um mergulhador pode respirar por meio de um tubo, cuja extremidade superior é
mantida fora da água. Considere que dágua =103
kg/m3 e g=10m/s2.
a) 10
b) 20
c) 30
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d) 40
e) 50
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RESOLUÇÃO COMENTADA
Se 1 atm equivale a 10m de água. Afirmamos que 0,1 atm equivale a 1 m de água e 0,01 atm
equivale a 0,1 m de água. Assim, 0,05 atm equivale a 0,5 m de água, ou seja, 50 cm. Letra e.
19) Duas substâncias de volumes iguais são misturadas obtendo-se uma densidade resultante de
5g/cm3. Se a densidade de um dos líquidos é 4g/cm3, calcule a densidade do segundo líquido, em
g/cm3.
a) 10
b) 8
c) 6
d) 3
e) 2
RESOLUÇÃO COMENTADA
Primeiro soma as massa que por sua vez é dada por ‘densidade X volume’.Como v1=v2=v,
então a princípio temos:
d1.v + d2.v = dt.(2v)
d1 + d2 = 2.dt
d1 + d2 = 2.(5)=10.
Como uma das densidades é 4 g/cm3, a outra só pode ser 6 g/cm3. Letra c.
20) A massa de um corpo é de 60 g e seu volume é de 100 cm3. Considere que esse corpo esteja
flutuando em equilíbrio na água. Qual é a porcentagem de seu volume que ficará acima da superfície
da água? Considere a densidade da água igual a 1 g/cm3.
a) 30%
b) 40%
c) 60%
d) 80%
e) 90%
RESOLUÇÃO COMENTADA
E=P
dfluido.Vimerso.g = mg
1.Vimerso = 60
Vimerso = 60 cm3
Assim, o volume emerso será 40 cm3, ou seja 40 %. Resposta letra b
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