Universidade do Algarve/FCT/ Departamento de Física Exame

Universidade do Algarve/FCT/ Departamento de Física
Cursos: Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente, Química e Ciências do Mar
Ano Lectivo de 2009/2010 – 2º Bloco
5/2/2010, 10:00 - 12:30 horas, sala J24
Exame Normal de Física I
PROBLEMAS
1. Num jogo de futebol, um jogador imprime à bola uma velocidade de módulo
v0 = 25 m/s que faz um ângulo θ com a horizontal, tal que sen θ = 0.8 e cos θ = 0.6.
Admita que no local a resistência do ar seja desprezável e adopte g = 9.8 m/s2. Supondo
que a bola retorne ao solo sem ser interceptada por qualquer jogador, determine:
a) (1.5 valores) A altura máxima atingida pela bola.
b) (1 valor) A velocidade da bola no ápice do voo.
c) (1.5 valores) O tempo total que a bola permanece no ar.
d) (1 valor) O alcance horizontal da bola.
2. Um carro (A) se desloca com uma velocidade de 72 km/h ao longo de uma estrada
recta, afastando-se do carro B, que está parado nessa mesma estrada. O carro B buzina,
produzindo uma frequência de 200 Hz.
a) (1.5 valores) Qual o comprimento de onda deste som (considere vsom = 340 m/s)?
b) (1.5 valores) Qual a frequência observada no carro A?
c) (2 valores) Suponha agora que o carro B começa a andar e acelera até a uma
velocidade de 144 km/h, aproximando-se do carro A, que continua com a velocidade
original de 72 km/h. O carro B continua a buzinar com a mesma frequência. O condutor
do carro A vai continuar a ouvir a mesma frequência? Se não, qual a frequência nova?
ESCOLHA MÚLTIPLA
1. (1 valor) Um comboio corre a uma velocidade de 30 m/s quando o maquinista vê um
obstáculo 50 m à sua frente. A desaceleração mínima que deve ser dada ao comboio
para que não haja choque é de
a) 9 m/s².
b) 4.5 m/s².
c) 2.5 m/s²
d) 0.5 m/s².
e) zero.
2. (1 valor) Um ciclista desce uma ladeira, com forte vento em sentido contrário ao
movimento. Pedalando a bicicleta vigorosamente, o ciclista consegue manter a
velocidade constante. Pode-se, então, afirmar que a sua:
a) Energia cinética está a aumentar.
b) Energia cinética está a diminuir.
c) Energia potencial gravitacional está a aumentar.
d) Energia potencial gravitacional está a diminuir.
e) Energia potencial gravitacional é constante.
3. (1 valor) Dois esquiadores, de 90 kg e 60 kg estão parados sobre a neve onde o atrito
dos esquis é considerado nulo. Se o primeiro esquiador empurrar o segundo:
1
a) Só o segundo se move.
b) Ambos se movem no mesmo sentido com velocidades diferentes.
c) Seus movimentos têm sentidos opostos e velocidades iguais.
d) Ambos se movem no mesmo sentido com velocidades iguais.
e) Seus movimentos têm sentidos opostos e velocidades diferentes.
4. (1 valor) Um corpo de massa 3.0 kg é arrastado sobre uma superfície horizontal com
velocidade constante de 4.5 m/s. Sobre esse movimento são feitas as seguintes
afirmações:
I. O trabalho realizado pela força peso do corpo é nulo.
II. O trabalho realizado pela força de atrito é nulo.
III. O trabalho realizado pela força resultante é nulo.
Dessas afirmações, somente:
a) I e II são correctas.
b) I e III são correctas.
c) III é correcta.
d) II é correcta.
e) I é correcta.
5. (1 valor) Num planeta distante uma pedra de massa 20 kg repousa sobre uma
superfície horizontal. A intensidade da força necessária para colocar a pedra em
movimento é de 20 N. Considere que o coeficiente de atrito estático referente ao
contacto da pedra com a superfície do solo é 0.2. Encontre o valor da aceleração da
gravidade deste planeta.
a) 7.5 m/s².
b) 6.0 m/s².
c) 4.0 m/s².
d) 5.0 m/s².
e) 10 m/s².
6. (1 valor) Considere um oscilador harmónico simples, unidimensional, do tipo massamola. Num primeiro momento o sistema massa-mola é posto em movimento oscilatório
com uma amplitude A, frequência f1 e energia mecânica E1. Num segundo momento o
sistema é posto em movimento oscilatório, com uma amplitude 3A, frequência f2 e
energia mecânica E2. Das opções abaixo indique somente as relações verdadeiras.
a) f2= 3f1 e E2=9 E1.
b) f2= f1 e E2=3 E1.
c) f2= f1 e E2=9 E1.
d) f2= 3f1 e E2=3 E1.
e) f2= 9 f1 e E2=9 E1.
7. (1 valor) Um carro realiza uma curva de raio 20 m com velocidade constante de
72 km/h. Qual é a aceleração do carro durante a curva?
a) 0 m/s2.
b) 5 m/s2.
c) 10 m/s2.
d) 20 m/s2.
e) 3.6 m/s2.
8. (1 valor) Um helicóptero a passeio no mar árctico, quer efectuar uma aterragem num
“iceberg”, cuja parte que se encontra fora da água tem a forma aproximada de um bloco,
com 5 m de largura, 7 m de comprimento e 0.5 m de altura acima do nível da água e o
volume imerso é de 146 m3. A densidade do gelo e da água salgada são 0.92 × 103 kg/m3
e 1.03 × 10 3 kg/m3, respectivamente. A massa do helicóptero é de 2× 10 3 kg . A opção
correcta é:
a) O volume imerso do iceberg será aproximadamente de 148 m3 e o “iceberg” vai ficar
abaixo do nível da água quando o helicóptero aterrar.
2
b) o volume imerso do iceberg será aproximadamente de 148 m3 e o “iceberg” não vai
ficar abaixo do nível da água quando o helicóptero aterrar.
c) o volume imerso do iceberg será aproximadamente de 164 m3 e o “iceberg” não vai
ficar abaixo do nível da água quando o helicóptero aterrar.
d) o volume imerso do iceberg será aproximadamente de 164 m3 e o “iceberg” vai ficar
abaixo do nível da água quando o helicóptero aterrar.
e) o volume imerso do iceberg será aproximadamente de 164 m3 e o “iceberg” vai para o
fundo do mar quando o helicóptero aterrar.
9. (1 valor) Um cano fornecedor de água, com diâmetro interno de 14 cm, fornece água
(através de canos intermédios) a um tubo com diâmetro interno de 1.00 cm. Se a
velocidade escalar média da água no tubo mais fino for 3.0 cm/s, qual será a velocidade
escalar média do fluxo de água no cano maior?
a) 0.21 cm/s.
b) 42 cm/s.
c) 0.015 cm/s.
d) 12 cm/s.
e) 0.005 cm/s.
10. (1 valor) A figura abaixo mostra (em corte) a secção transversal da asa de um avião
e a trajectória das camadas de ar que por ela passam quando o avião está voando.
I – A velocidade do ar em cima da asa é maior do que a velocidade do ar na parte
inferior da asa do avião.
II – A pressão exercida pelo ar na parte de cima é maior que do que na parte inferior da
asa.
III – Há uma resultante das forças de pressão sobre a asa que é dirigida verticalmente
para cima.
IV – Há uma resultante das forças de pressão sobre a asa que é dirigida verticalmente
para baixo
Dessas afirmações:
a) Apenas I é correcta.
b) Apenas III é correcta.
c) Apenas I e II são correctas.
d) Apenas II e IV são correctas.
e) Apenas I e III são correctas.
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