instituto de educação beatíssima virgem maria

INSTITUTO DE EDUCAÇÃO BEATÍSSIMA VIRGEM MARIA
Av. Morumbi, 8652
CEP: 04703-002
Brooklin
SP Fone: 5542-8700
LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA 30 ANO DO EM
( revisão dos principais tópicos do trimestre)
ALUNO:
SÉRIE:
PROFESSOR: José Dimas Fialho
DATA:
Nº:
VALOR:
NOTA:
Assunto:Princípios da conservação( trabalho.energia,impulso e quantidade de movimento)
Objetivos: Através de diversos exercícios poderem identificar os vários campos de aplicação,bem como os modos que se
manifestam na natureza ,podendo assim classificá-las e distingui-las.
Alem de aproveitar a importância do conhecimento deste assunto ,mostrar como é sua exigência em relação aos vários
vestibulares.
Obs.: Todas as questões devem ser bem justificadas.
Data da entrega : 17/08/09
BOM TRABALHO!!
1. (Puc-rio) Uma bola de tênis, de massa igual a 100 g, é lançada para baixo, de uma altura h, medida a
partir do chão, com uma velocidade inicial de 10 m/s. Considerando g = 10 m/s£ e sabendo que a
velocidade com que ela bate no chão é de 15 m/s, calcule:
a) o tempo que a bola leva para atingir o solo;
b) a energia cinética da bola ao atingir o solo;
c) a altura inicial do lançamento h.
2. (Uepg) Com base na figura a seguir, calcule a menor velocidade com que o corpo deve passar pelo
ponto A para ser capaz de atingir o ponto B. Despreze o atrito e considere g = 10 m/s£.
3. (Unifesp) A figura representa um pêndulo balístico usado em laboratórios didáticos.
A esfera disparada pelo lançador se encaixa em uma cavidade do bloco preso à haste - em
conseqüência ambos sobem até ficarem presos por atrito em uma pequena rampa, o que permite medir
o desnível vertical h do centro de massa do pêndulo (conjunto bloco-esfera) em relação ao seu nível
inicial. Um aluno trabalha com um equipamento como esse, em que a massa da esfera é me = 10 g, a
massa do bloco é m½ = 190 g e a massa da haste pode ser considerada desprezível. Em um ensaio
experimental, o centro de massa do conjunto bloco-esfera sobe h = 10 cm.
a) Qual a energia potencial gravitacional adquirida pelo conjunto bloco-esfera em relação ao nível
inicial?
b) Qual a velocidade da esfera ao atingir o bloco? Suponha que a energia mecânica do conjunto
blocoesfera se conserve durante o seu movimento e adote g = 10 m/s£.
4. (Puc-rio) Durante o momento do saque, em uma partida de voleibol, a velocidade da bola é alterada
de zero até 20,00 m/s. A mão do jogador, durante o saque, permaneceu em contato com a bola por 0,02
s. Considerando a aceleração constante, e que a bola nesse intervalo se movimenta horizontalmente,
determine o deslocamento da bola durante o período em que a mão do jogador esteve em contato com
ela.
a) 0,10 m
b) 0,20 m
c) 0,30 m
d) 0,40 m
e) 0,50 m
5. (G1) Com o auxílio de um guindaste, uma plataforma de massa 5 kg é utilizada para erguer, desde o
solo até a altura de 5 m, a atriz que será destaque de um dos carros alegóricos da escola de samba
Unidos da Lua Cheia, cuja fantasia tem massa de 25 kg.
Dado: g = 10 m/s£
Se o trabalho que o peso do conjunto atriz + fantasia + plataforma realiza durante esse deslocamento
tiver módulo igual a 4 500 J, a massa da atriz será, em kg, igual a
a) 90.
b) 75.
c) 60.
d) 55.
e) 40.
6. (Unesp) O teste Margaria de corrida em escada é um meio rápido de medida de potência anaeróbica
de uma pessoa. Consiste em fazê-la subir uma escada de dois em dois degraus, cada um com 18 cm de
altura, partindo com velocidade máxima e constante de uma distância de alguns metros da escada.
Quando pisa no 8¡. degrau, a pessoa aciona um cronômetro, que se desliga quando pisa no 12¡. degrau.
Se o intervalo de tempo registrado para uma pessoa de 70 kg foi de 2,8 s e considerando a aceleração
da gravidade igual a 10 m/s£, a potência média avaliada por este método foi de
a) 180 W.
b) 220 W.
c) 432 W.
d) 500 W.
e) 644 W.
7. (Ufsc) O bloco representado na figura a seguir desce a partir do repouso, do ponto A, sobre o
caminho que apresenta atrito entre as superfícies de contato. A linha horizontal AB passa pelos pontos
A e B.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
(01) O bloco certamente atingirá o ponto B.
(02) A força de atrito realiza trabalho negativo durante todo o percurso e faz diminuir a energia
mecânica do sistema.
(04) Tanto a força peso como a força normal realizam trabalho.
(08) A energia potencial gravitacional permanece constante em todo o percurso do bloco.
(16) A energia cinética do bloco não se conserva durante o movimento.
(32) O bloco sempre descerá com velocidade constante, pois está submetido a forças constantes.
(64) A segunda lei de Newton não pode ser aplicada ao movimento deste bloco, pois existem forças
dissipativas atuando durante o movimento.
8. (Mackenzie) Durante sua apresentação numa "pista de gelo", um patinador de 60 kg, devido à ação
exclusiva da gravidade, desliza por uma superfície plana, ligeiramente inclinada em relação à
horizontal, conforme ilustra a figura a seguir. O atrito é praticamente desprezível. Quando esse
patinador se encontra no topo da pista, sua velocidade é zero e ao atingir o ponto mais baixo da
trajetória, sua quantidade de movimento tem módulo
a) 1,20 . 10£ kg . m/s
b) 1,60 . 10£ kg . m/s
c) 2,40 . 10£ kg . m/s
d) 3,60 . 10£ kg . m/s
e) 4,80 . 10£ kg . m/s
Dados:
g = 10 m/s£
9. (Fgv) Ao acender um isqueiro uma pessoa faz com que seu dedão exerça uma força variável
direcionada a três ações distintas:
I. É preciso vencer a força de atrito estático entre o rolete e a pedra a ele pressionada.
II. Superado o atrito estático, a força aplicada não mais necessita ser de tamanho tão elevado e,
portanto, pode ser reduzida. Ainda em contato com o rolete, o dedão desce e começa a abaixar a
alavanca que libera o gás.
III. Uma vez livre do rolete e com a alavanca que libera o gás completamente pressionada, a força é
mantida constante durante o tempo que for necessário se ter a chama acesa.
O gráfico mostra, hipoteticamente, a intensidade da força exercida por uma pessoa no ato de acender
um isqueiro, para cada ação descrita.
Nessas condições, o impulso da força exercida pelo dedão sobre o rolete do isqueiro e sobre a alavanca
que libera o gás até seu completo abaixamento, tem intensidade, em N.s, de
a) 0,05.
b) 0,10.
c) 0,15.
d) 0,20.
e) 0,25.
10. (G1) Quando um tenista rebate a bola, a força exercida pela raquete sobre ela é dada pelo gráfico a
seguir. Suponha que uma bola de massa 50g possua uma velocidade de módulo igual a 30m/s, ao
atingir a raquete, e retorne com a mesma velocidade, em módulo, na mesma direção.
A área hachurada do gráfico vale:
a) 3000 N.s
b) 300 N.s
c) 30 N.s
d) 3 N.s
e) zero
11. (Ufg) O jogo de squash resume-se basicamente em arremessar com uma raquete a bola contra uma
parede e rebatê-la novamente após cada colisão. Se após o saque a bola chocar-se perpendicularmente
contra a parede e voltar na mesma direção, o impulso da força exercida pela parede sobre a bola será
a) igual a zero, pois a energia cinética da bola se conserva quando o choque é perfeitamente elástico.
b) diretamente proporcional à soma dos módulos das velocidades antes e após a colisão com a parede.
c) igual ao produto da massa pela velocidade de retorno da bola.
d) igual à soma vetorial das quantidades de movimento antes e depois do choque com a parede.
e) igual ao impulso da raquete na bola.
12. (Unifesp) Uma menina deixa cair uma bolinha de massa de modelar que se choca verticalmente
com o chão e pára; a bolinha tem massa 10 g e atinge o chão com velocidade de 3,0 m/s. Pode-se
afirmar que o impulso exercido pelo chão sobre essa bolinha é vertical, tem sentido para
a) cima e módulo 3,0 . 10-£ N . s.
b) baixo e módulo 3,0 . 10-£ N . s.
c) cima e módulo 6,0 . 10-£ N . s.
d) baixo e módulo 6,0 . 10-£ N . s.
e) cima e módulo igual a zero.
13. (Ufpe) Uma bala de massa m = 20 g e velocidade v = 500 m/s atinge um bloco de de massa M =
480 g e velocidade V = 10 m/s, que se move em sentido contrário sobre uma superfície horizontal sem
atrito. A bala fica alojada no bloco. Calcule o módulo da velocidade do conjunto (bloco + bala), em
m/s, após colisão.
a) 10,4
b) 14,1
c) 18,3
d) 22,0
e) 26,5
14. (Ufu) Uma pequena esfera de massa M•, inicialmente em repouso, é abandonada de uma altura de
1,8 m de altura, posição A da figura a seguir. Essa esfera desliza sem atrito sobre um trilho, até sofrer
um choque inelástico com outra esfera menor, inicialmente parada, de massa M‚. O deslocamento das
esferas ocorre sem rolamentos. Após o choque, as duas esferas
deslocam-se juntas e esse deslocamento ocorre sem atrito.
A aceleração da gravidade no local é de 10 m/s£. Sendo a massa M duas vezes maior que M‚, a altura
em relação à base (linha tracejada) que as duas esferas irão atingir será de
a) 0,9 m.
b) 3,6 m.
c) 0,8 m.
d) 1,2 m.
15. (Mackenzie) Ao nível do mar, certa pessoa necessitou aquecer 2,0 litros d'agua, utilizando um
aquecedor elétrico de imersão, cuja potência útil e constante é igual a 1,0 kW. O termômetro
disponibilizado estava calibrado na escala Fahrenheit e, no início do aquecimento, a temperatura
indicada era 122 °F. O tempo mínimo necessário para que a água atingisse a temperatura de ebulição
foi
a) 1 min 40 s
b) 2 min
c) 4 min 20 s
d) 7 min
e) 10 min
Dados:
›água = 1,0 g/cm¤
cágua = 1,0cal/(g . °C)
1 cal = 4,2 J
GABARITO
1. a) O tempo corresponde a Ðt = Ðv / g = (15 - 10) / 10 = 5 / 10 = 0,5 s.
b) K = 1/2 mv£ = 1/2 x 0,100 x 15£ = 11,3 J
c) Como v(final)£ = v£ + 2gh, temos 20 h = 15£ - 10£ = 225 -100 = 125 ë h = 125/20 = 6,25 m.
2. Pela conservação da energia mecânica:
Eg(A) + Ec(A) = Eg(B)
m.g.h(A) + mv£/2 = m.g.h(B)
Simplificando por m:
g.h(A) + v£/2 = g.h(B)
10.8 + v£/2 = 10.13
80 + v£/2 = 130
v£/2 = 130 - 80
v£/2 = 50
v£ = 50.2 = 100
v = 10 m/s
3. a) Epot ¸ 0,20 J ou 2,0 . 10-¢ J
b) 20Ë2 m/s ou aproximadamente 28 m/s.
4. [B]
5. [C]
6. [A]
7. 02 + 16 = 18
8. [C]
9. [E]
10. [D]
11. [B]
I = Ðq
I = q(final) - q(inicial)
I = m(v') - m.(-v)
I = mv' + mv
I = m.(v'+v)
12. [A]
13. [A]
14. [C]
15. [D]