Super-exercicios

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SUPER – FÍSICA
Prof. Edson Osni Ramos
(aula 2)
EXERCÍCIOS
35. (BP - 98)
01. Está correta.
02. Está errada, as força de ação e reação possuem, sempre, módulos iguais.
04. Está errada, todos os corpos, em quaisquer situações, possuem inércia…
08. Está correta. Como P = m.g e a aceleração da gravidade decresce com a altitude, então o peso do corpo no
sopé de uma montanha é maior do que no cume da mesma.
16. Está errada. É possível que a força resultante sobre um corpo seja nula e o corpo esteja em momento (MRU).
32. Está errada, não há relação entre a força resultante sobre um corpo e sua velocidade.
RESPOSTA: 09
36. (BP - 2004) Dados: mA = 5 kg
Dinamômetro = ?
mB = 3 kg
PA – T = mA.a
T – PB = mB.a
G
T
G
T
DINAMÔMETRO
A
G
PA
PA – PB = (mA + mB).a
50 – 30 = (5+3).a
a = 2,5 m/s2
G
PB
T – PB = mB.a
T – 30 = 3.2,5
T = 37,5 N = F DINAMÔMETRO
RESPOSTA: b
39. (UFRJ - 97)
T cabo = 1200 N
G
a) a = ?
Sabemos que: P = m.g ⇒ P = 100.10 = 1000 N
G
Como: T > P ⇒ a FR possui sentido de”baixo para cima”.
Assim: FR = m.a ⇒ T – P = m.a ⇒ 1200 – 1000 = 100.a ⇒ a = 2 m/s2, com
sentido “para cima”.
b) Não é possível, nesse caso, determinar se o helicóptero está subindo ou descendo.
Ele pode estar subindo em movimento acelerado ou descendo em movimento
retardado
G
Tcabo
m = 100 kg
G
P
42. (BP - 2001)
situação 1
situação 2
situação 3
Como os dois barbantes podem suportar uma mesma tensão máxima,
então é possível que eles consigam suportar os dois corpos ou, se não
for possível, então o barbante 1 rompe antes do rompimento do barbante
2, pois a carga dele é maior.
RESPOSTA: c
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 1
44. (BP - 2003)
I . Está errada. As forças são de ação e reação e, por isso, não se anulam
(porque atuam em corpos diferentes)
II . Está correta. Após a bolinha ser lançada, desprezando a resistência oferecida
pela massa de ar ao movimento, a única força que atua sobre a ela é a
gravitacional (força-peso).
III. Está errada. Quanto maior a força aplicada na bolinha, maior a aceleração por
ela adquirida, porém sua massa continua a mesma.
RESPOSTA: b
G
FN
46. (FATEC - SP)
Dados: m = 400 g = 0,4 kg
F dinamômetro = 1,8 N
Fa = ?
Observe que o dinamômetro está preso na corda, ou seja, a força do
dinamômetro é a tensão da corda.
Sabendo que, se a corda romper o corpo desce, logo a força de
atrito está atuando “para cima”.
Como a aceleração do sistema é nula (está em repouso), temos:
FR = m.a ⇒ Px – Fa – Fdin = m . a
Px = m.g.senα
2 – Fa – 1,8 = 0,4 . 0 ⇒ Fa = 0,2 N
Px = 0,4.10.0,5 = 2,0 N
G
Fdinamômetro
G
Fa
G
Px
G
Py
30º
RESPOSTA: e
G
FN
47. (BP - 97)
Dados: m = 2 kg
vo = 12 m/s
t=2s
v = 4 /ms
Fa = ? (N)
Como FR = m . a ⇒
Sentido do movimento
G
Fa
G
P
0 – Fa = m . a ⇒ - Fa = 2 . -4
Fa = 8 N
v= vo + a.t ⇒ 4 = 12 – a . 2
a = -4 m/s2
RESPOSTA: 08
49. (BP - 2008)
G
G
01. Está correta ⇒ I = ΔQ .
02.Está correta, basta que a direção e/ou o sentido da velocidade estejam variando.
G
G
04. Está correta ⇒ Q = m.v .
G G
08. Está correta ⇒ I = F.t .
16. Está errada. Se a força aplicada possui sentido oposto ao da velocidade do corpo, aumentando-se a força
diminui-se mais ainda sua velocidade.
REPOSTA: 15
51. (BP - 2004)
Dados: mA = m menino A + skate = 30 kg
mB = m menino B+ skate = 35 kg
v(final) A = 7 m/s
G
G
Q inicial = Q final ⇒ 0 = QA + QB
0 = mA.vA + mB.vB ⇒ 0 = 30.7 + 35. vB
210 = 35.vB
vB = 6 m/s
Como o problema solicita a velocidade relativa entre os dois corpos, então a resposta é 13 m/s.
RESPOSTA: 13
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 2
52. (USF - 97)
Dados: mA = 40 kg
mB = 30 kg
A
B
A
início
B
depois
vo = 0
Como após t = 4 s ⇒ ΔxB = 8 m ⇒ ΔxB = vB . t ⇒ 8 = vB . 4 ⇒ vB = 2 m/s
G
G
G
G
Como o sistema é isolado: Qinicial = Qfinal ⇒ 0 = Q A + QB
0 = mA.vA + mB.vB ⇒ (-) mA.vA = mB.vB
(-) 40 . vA = 30 . 2 ⇒ vA = (-) 1,5 m/s
Ou seja, a velocidade final de A é no sentido oposto ao da velocidade final de B.
RESPOSTA: c
57. (BP - 2002)
Dados: m placa de concreto = 2 ton = 2000 kg
h↓ = 8 m
G
Fguindaste
velocidade constante
Como a velocidade do movimento da placa é constante, então a
aceleração sobre ela é nula, ou seja, as forças peso da placa e realizada
pelo guindaste possuem módulos iguais (FR = 0).
G
P
Assim: W motor (realizado pelo guindaste) = F.d = 20000.8 = 160 000 J
W resistente (realizado pela força peso) = P .d = (-) 20000.8 = (-) 160 000 J
W total realizado sobre a placa = WM + Wr = 0
P = Fguindaste = m.g
P = 2000.10 = 20000 N
I .Está correta. O trabalho realizado pela força aplicada pelo guindaste é de 16.104 J.
II .Está errada. O trabalho resistente realizado sobre a placa é igual ao trabalho motor.
III .Está correta. O trabalho realizado por um corpo independe do tempo gasto em sua realização.
RESPOSTA: d
60. (UDESC - 98)
Dados: F resistente = 20 N
v (contante) = 18 km/h = 5 m/s
m = 80 kg
Δx = 5 km = 5000 m
F ciclista
Energia gasta p/ ciclista = ?
Como a velocidade é constante ⇒ FR = 0 ⇒ a = 0
Assim: F ciclista = F resistente = 20 N
E gasta pelo ciclista = W MOTOR = Fciclista . d = 20.5000
E gasta pelo ciclista = 100 000 joules = 105 joules
F resistente
RESPOSTA: 105 J
61. (BP - 2006)
Dados: m esfera = 0,5 kg K mola = 1000 N/m
vB = 0
vA = 0
B
h=?
x = 4 cm
h=0
20 cm
A
Adote como referencial de altura igual a zero sendo o ponto A.
Como o sistema é conservativo:
K.x
2
2
EMA = EMB ⇒ EpA + EcA = EpB + EcB
1000.0,04 2
+ 0 = m.g.h + 0 ⇒
= 0,5.10.h ⇒ h = 0,16 m = 16 cm
2
Como o enunciado solicitou a altura atingida pela esfera em relação ao piso, a resposta é 32 cm.
RESPOSTA: d
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 3
62. (BP - 96)
Dados: m = 20 g = 0,02 kg
v = 300 m/s
W resistente = ? (102 J)
v=0
G
Fa
No caso, enquanto a bala percorre o trajeto no interior da tora, a força
resultante que nela atua é a força de atrito (resistiva) que as moléculas da
madeira exercem.
Assim, o trabalho resultante é um trabalho resistivo.
m
0,02 2
Como: W = .(v 2 − vo2 ) ⇒ W =
.(0 − 3002 ) ⇒ W = - 9.102 J
2
2
O sinal indica, apenas, que o trabalho é resistente.
Note que o enunciado pediu a resposta em 102 J.
Δx = 5 cm
RESPOSTA: 09
64. (BP - 2004)
P
Como o sistema está em equilíbrio, a aceleração é nula.
Assim:
PB – T = mB.a
T – PA – Fel = mA.a
G
T
PB – PA – Fel = (mA + mB).a
12 – 8 – Fel = (0,8 + 1,2).0
Fel = 4 N
G
T
G
PB
G
G
01. Está errada. PB – T = mB.a ⇒ 12 – T = 1,2.0 ⇒ T = 12 N.
PA
Fel
02. Está errada. A força que a mola exerce no piso é igual, em módulo, a força que o piso
exerce na mola. No caso: Fel = 4 N.
04. Está correta. Fel = 4 N.
08. Está errada. Fel = K.x ⇒ 4 = 200.x ⇒ x = 0,02 m = 2 cm, porém a mola está esticada e não comprimida.
16. Está errada, é em 2 cm.
32. Está correta. F teto = PA + PB + F elástica + P polia ⇒ F teto = 8 + 12 + 4 + 5 = 29 N
64. Está errada.
RESPOSTA: 36
65. (BP - 2001)
Dados: W realizado pelo trator A = 1000 J
W realizado pelo trator B = 800 J
tempo A = tempo B
01. Está correta. Como: Potência = trabalho , então a potência desenvolvida pelo trator A é maior.
tempo
02. Está errada.
04. Está errada. Como não foi dado o tempo em que o trabalho foi realizado, é impossível determinar a potência
desenvolvida.
08. Está errada.
16. Está correta
RESPOSTA: 17
S
66. (BP - 99)
Um carrinho de brinquedo, massa 200 g,
descreve a trajetória PRS a seguir
representada, em um local onde a
aceleração da gravidade é 10 m/s2.
4m
P
Dados: vP = 12 m/s
PR ⇒ EXISTE ATRITO
RS ⇒ SEM ATRITO (SISTEMA CONSERVATIVO)
VS = mínima para efetuar o movimento
01. Está errada, pois: v S =
R.g ⇒ v S = 2.10 =
R
20 m/s
02. Está correta. Entre R e S o sistema é consevativo.
Logo: EMR = EM S ⇒ EpR + EcR = EpS + EcS
m.v R
0+
2
2
m.v S
= m.g.h S +
2
2
v 2
⇒ R = 10.4 +
2
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 4
20
2
2
⇒ vR = 10 m/s
04. Está errada. Como entre P e R a velocidade diminuiu, a energia cinética também diminuiu.
08. Está correta.
m.v 2
0,2.12 2
⇒ Ec =
= 14,4 J
No ponto P ⇒ Ep = 0 e Ec =
2
2
m.v 2
0,2.10 2
⇒ Ec =
= 10,0 J
No ponto R ⇒ Ep = 0 e Ec =
2
2
Isso implica que entre os pontos P e R ocorreu uma dissipação de energia, realizada pela força de atrito em forma
de trabalho resistente, de módulo 4,4 J.
16. Está correta. Entre os pontos “R” e “S” o sistema é conservativo.
32. Está correta. O movimento do carrinho entre os pontos “P” e “R” é retardado.
RESPOSTA: 58
67. (BP - 2008)
•A
•B
Dados: m (sistema) = 80 kg
v(A) = 5 m/s
( V) Como o sistema é conservativo (não consideramos os
atritos), a energia mecânica total é constante. Como os
dois pontos estão na mesma altura, a energia potencial
gravitacional é a mesma. Assim, a energia cinética é a
•
mesma, ou seja, a velocidade nos dois pontos é a mesma.
C
( V) A velocidade do carrinho no ponto B é menor do que no
ponto C.
( V) No ponto C atuam sobre o carrinho a força peso e a força normal (que o piso exerce sobre o mesmo).
( F) Está errada. Isso seria verdadeiro apenas se a velocidade do carrinho no ponto A fosse nula.
RESPOSTA: e
68. (BP - 2005)
v (m/s)
Dados: m BOLINHA = 100 g = 0,1 kg
v (antes do choque) = (+) 1,5 m/s
v (depois do choque) = (−) 0,5 m/s
t (choque) = 2.10-2 s
–2
t (10
1
2
3
s)
4
01. Está errada, o choque da bolinha com
a tabela é parcialmente elástico.
02. Está errada, pois: F.t = m.v – m.vo
F.2.10-2 = 0,1.(-0,5) – 0,1.(1,5) ⇒ F.2.10-2 = (-0,05) – (0,15) ⇒ F = -10 N
Ou seja, a força média que atua durante o choque possui módulo 10 N.
04. Está correta, pois: I = F.t ⇒ I = 10.2.10-2 ⇒ I = 0,2 N.s
08. Está errada. No momento do choque sempre ocorre conservação da quantidade de
movimento do sistema
16. Está correta. É só observar que a velocidade da bolinha após o choque é menor do que antes do mesmo.
RESPOSTA: 20
69. (BP - 2002)
01. Está errada, é a energia eólica, do movimento das moléculas de ar, que é convertida em energia elétrica.
02. Está correta. A energia liberada com a queima do combustível é convertida em energia cinética (mecânica)
das moléculas de vapor d’água (resultante do aquecimento), que é convertida em energia cinética (mecânica)
na turbina, que é convertida em energia elétrica no gerador.
04. Está correta.
08. Está correta.
16. Está correta.
32. Está correta.
RESPOSTA: 62
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 5
70. (BP - 98)
G
Fmuscular
Dados:
m = 120 kg
t = 40 s
1 cal = 4,2 J
W muscular = 25% Energia total
Energia total (kcal)
Considerando que o indivíduo
sobe com velocidade constante,
temos que Px = F muscular (motora)
G
FN
h = 20 0,175 = 3,5 m
G
Px
d = 20 . 0,18 = 3,6 m
Como: W motor = F motora . d
Como:
W motor = Px. d
d
W motor = (m.g.senα) . d
W motor = (m.g.senα) h.
= m.g.h
senα
W motor = 120.10.3,5 = 4200 J
α
G
Py
cat.op
hip
h
⇒ d = h.
senα =
d
senα
senα =
h
Como: 1 cal = 4,2 J ⇒ W motor = 1000 cal
Como: W muscular = 0,25.Energia total ⇒ 1000 = 0,25.Energia total ⇒ Energia total = 4000 cal = 4 kcal
RESPOSTA: 04
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RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 6