Gab: Mm. a) F =G r. c) 1, kg

Transcrição

1 coerentes. A entrega do trabalho não garante a pontuação total (3,0 pontos), 1 pela entrega dentro dos padrões observados acima e pontos por uma avalição feita em sala no próximo dia 9 de setembro. Questão 01) Neil Armstrong foi o primeiro terráqueo a pisar o solo de nosso satélite. Considere que o equipamento - traje espacial, capacete tubos de oxigênio, etc. - tenha uma massa de 60 kg. Gab: Mm a) F =G r 3 r GM b) T 4 c) 1, kg Questão 03) Os satélites em órbita geoestacionária completam uma órbita ao mesmo tempo em que a Terra completa uma rotação diária. Assim, o satélite estará sempre acima do mesmo ponto na Terra, o que é útil para as telecomunicações. Considere um satélite de comunicação em órbita circular geoestacionária a km acima do equador. Sabendo-se que o raio da Terra é de km, qual é, aproximadamente, o módulo da velocidade do Sabe-se que a aceleração da gravidade lunar é aproximadamente 6 vezes menor que a aceleração da gravidade terrestre. Assim, o esforço feito pelo astronauta, na Lua, para sustentar esse equipamento de 60 kg foi equivalente ao que faria, aqui na Terra, para sustentar um equipamento de: a) 0,36 kg b) 0,60 kg c) 10 kg d) 50 kg e) 60 kg Questão 0) A órbita da Terra em torno do Sol pode ser considerada como circular com uma excelente aproximação. Nestas circunstâncias, o raio de órbita r é de 149,5 milhões de quilômetros ( distância média da Terra ao Sol ). Por outro lado, o período T deste movimento é de 1 ano ou 31,56 milhões de segundos. A tabela a seguir apresenta estes outros dados: r ( 109 m ) T (106 s) r3 (1033 m3) T (1015 s) 149,5 31,56 3,34 0,996 Constante da gravitação universal: N.m 4 e kg G G = 6,67 x = 5,9 x 1011 kg N.m a) Escreva a expressão da Lei da Gravitação de Newton para o sistema Sol-Terra, explicando o significado de cada grandeza. b) Aplique a a Lei de Newton ao sistema, deduzindo uma expressão que relacione o período do movimento com o raio da órbita. c) A partir dos dados fornecidos, determine o valor aproximado da massa do Sol. a) v = km/h b) v = km/h c) v = km/h d) v = 67 km/h e) v = 0 Gab: A Questão 04) Um satélite de telecomunicações está em sua órbita ao redor da Terra com período T. Uma viagem de Ônibus Espacial fará a instalação de novos equipamentos nesse satélite, o que duplicará sua massa em relação ao valor original. Considerando que permaneça com a mesma órbita, seu novo período T será: a) T = 9T b) T = 3T c) T = T 1 d) T = 3 T 1 e) T = 9 T Questão 05) Num suposto sistema planetário, a razão entre os diâmetros dos planetas X e Y é 1/3 e entre as respectivas massas é 1/30. Considerando-se que o peso de um objeto na superfície do planeta Y é 50 N, pode-se concluir que o seu peso na superfície do planeta X será de a) 10 N b) 15 N c) 5 N d) 0 N e) 30 N

2 coerentes. A entrega do trabalho não garante a pontuação total (3,0 pontos), 1 pela entrega dentro dos padrões observados acima e pontos por uma avalição feita em sala no próximo dia 9 de setembro. Questão 06) A tabela abaixo ilustra uma das leis do movimento dos planetas: a razão entre o cubo da distância D de um planeta ao Sol e o quadrado do seu período de revolução T em torno do Sol é constante. O período é medido em anos e a distância em unidades astronômicas (UA). A unidade astronômica é igual à distância média entre o Sol e a Terra. Suponha que o Sol esteja no centro comum das órbitas circulares dos planetas. Um astrônomo amador supõe ter descoberto um novo planeta no sistema solar e o batiza como planeta X. O período estimado do planeta X é de 15 anos. Calcule: Planeta Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno T D 0,058 0,058 0,378 0,378 1,00 1,00 3,5 3, a) a distância do planeta X ao Sol em UA; b) a razão entre a velocidade orbital do planeta X e a velocidade orbital da Terra. Gab: a) 5UA; b) 1/ Questão 07) A distância média da Terra à Lua é cerca de 4.108m, e o valor da força de interação gravitacional entre elas é F1. A distância média da Terra ao Sol é cerca de 1011m, e o valor da força de interação gravitacional entre eles é F. Nessas condições, se a massa do Sol é 107 vezes maior que a da F F Lua, a razão 1 é igual a a) 1600 b) 160 c) 16 d) 1,6 e) 0,16 Questão 08) Um satélite artificial é colocado em órbita ao redor da Terra. Seja RT o raio da Terra (distância do nível do mar até o centro da Terra) e P o peso do satélite artificial ao nível do mar, onde a aceleração da gravidade tem módulo g. Este satélite, ao se encontrar numa altura h acima do nível do mar, estará sujeito a uma aceleração da gravidade g. Determine a razão entre g e g. R T g R h a) T RT h g R b) T c) d) e) h g RT h h g RT h g R T (RT h) Questão 09) A Estação Espacial Internacional, que está sendo construída num esforço conjunto de diversos países, deverá orbitar a uma distância do centro da Terra igual a 1,05 do raio médio da Terra. A razão R = Fe/F, entre a força Fe com que a Terra atrai um corpo nessa Estação e a força F com que a Terra atrai o mesmo corpo na superfície da Terra, é aproximadamente de a) 0,0 b) 0,05 c) 0,10 d) 0,50 e) 0,90 Questão 10) Um dos fenômenos da dinâmica de galáxias, considerado como evidência da existência de matéria escura, é que estrelas giram em torno do centro de uma galáxia com a mesma velocidade angular, independentemente de sua distância ao centro. Sejam M1 e M as porções de massa (uniformemente distribuída. da galáxia no interior de esferas de raios R e R, respectivamente. Nestas condições, a relação entre essas massas é dada por: a) M = M1. b) M = M1. c) M = 4M1. d) M = 8M1. e) M = 16M1. Questão 11) Uma loja ostenta em sua fachada um cartaz que anuncia sua presença. O cartaz está pendurado em dois pontos numa barra homogênea de peso próprio, a qual é articulada na parede em uma de suas extremidades e sustentada por um cabo na outra. O cabo, inclinado, está preso à parede em seu outro extremo. A figura ilustra a descrição dada.

3 coerentes. A entrega do trabalho não garante a pontuação total (3,0 pontos), 1 pela entrega dentro dos padrões observados acima e pontos por uma avalição feita em sala no próximo dia 9 de setembro. Assinale a alternativa que contém o valor da massa, em kg, que deve ter o sexto ocupante para que a gangorra fique em equilíbrio horizontal. a) 5 b) 9 c) 35 d) 50 O esquema de forças atuantes sobre a barra está corretamente esboçado na alternativa: Questão 13) Um bloco de peso 00N, apoiado sobre uma superfície horizontal e perfeitamente lisa, é mantido em equilíbrio estático pela ação das forças F1, F e F3. Sendo a intensidade das forças F e F3 respectivamente iguais a 140N e 80N, a intensidade da força F 1 é a) b) c) a) 60N b) 80N c) 100N d) 10N e) 140N d) e) Questão 14) Uma tábua de peso 00 N está apoiada na posição horizontal sobre dois cavaletes, conforme mostra a figura. No ponto C, está representada uma caixa de argamassa de peso 300 N. As forças exercidas sobre os cavaletes A e B, em N, são respectivamente iguais a: Questão 1) Uma gangorra de um parque de diversão tem três assentos de cada lado, igualmente espaçados um do outro, nos respectivos lados da gangorra. Cinco assentos estão ocupados por garotos cujas respectivas massas e posições estão indicadas na figura. a) 300 e 00. b) 00 e 300. c) 30 e 70. d) 310 e 190. e) 40 e 60.

4 coerentes. A entrega do trabalho não garante a pontuação total (3,0 pontos), 1 pela entrega dentro dos padrões observados acima e pontos por uma avalição feita em sala no próximo dia 9 de setembro. Questão 15) Usado no antigo Egito para retirar água do rio Nilo, o shaduf pode ser visto como um ancestral do guindaste. Consistia de uma haste de madeira onde em uma das extremidades era amarrado um balde, enquanto que na outra, uma grande pedra fazia o papel de contra-peso. A haste horizontal apoiava-se em outra verticalmente disposta e o operador, com suas mãos entre o extremo contendo o balde e o apoio (ponto P), exercia uma pequena força adicional para dar ao mecanismo sua mobilidade. Dados: Peso do balde e sua corda N Peso da pedra e sua corda N Para o esquema apresentado, a força vertical que uma pessoa deve exercer sobre o ponto P, para que o shaduf fique horizontalmente em equilíbrio, tem sentido a) para baixo e intensidade de 100 N. b) para baixo e intensidade de 50 N. c) para cima e intensidade de 150 N. d) para cima e intensidade de 100 N. e) para cima e intensidade de 50 N. Questão 17) Uma barra homogênea de massa,0 kg está apoiada nos seus extremos A e B, distanciados 1,0m. A 0cm da extremidade B foi colocado um bloco de massa m =,0 kg, como é indicado a seguir: Considerando g 10m/s, o valor das forças que os apoios exercem sobre a barra em A e B, respectivamente, são: a) 1,0 N e 3,0 N. b),0 N e 6,0 N. c) 8,0 N e 3 N. d) 10 N e 30 N. e) 14 N e 6 N. Questão 18) A figura mostra uma corda que passa por uma polia ideal, tendo uma de suas extremidades presa ao bloco de massa M, e a outra presa na extremidade B de uma viga uniforme. Considerando que a viga, de comprimento L e massa igual a 50 kg, é mantida em equilíbrio na horizontal com o auxílio do apoio em A, determine a massa do bloco, em kg. Questão 16) Uma placa de publicidade, para ser colocada em local visível, foi afixada com uma barra homogênea e rígida e um fino cabo de aço à parede de um edifício, conforme ilustração. a) 5 b) 40 c) 50 d) 75 e) 80 Considerando-se a gravidade como 10m/s, o peso da placa como 00 N, o comprimento da barra como 8m, sua massa como 10 kg, a distância AC como 6m e as demais massas desprezíveis, pode-se afirmar que a força de tração sobre o cabo de aço é de: a) 417 N b) 870 N c) 300 N d) 100 N Questão 19) A figura abaixo ilustra um bloco de massa igual a 10 kg, em equilíbrio, suspenso pelos fios 1 e. Considere que os fios têm massa desprezível, que a aceleração da gravidade no local é de 10 m/s, e que sen(30º) = 0,5 e cos(30º) 0,9. Gab: A

5 coerentes. A entrega do trabalho não garante a pontuação total (3,0 pontos), 1 pela entrega dentro dos padrões observados acima e pontos por uma avalição feita em sala no próximo dia 9 de setembro. A tensão no fio 1 é aproximadamente: a) 100 N b) 180 N c) 00 N d) 110 N e) 300 N Questão 0) Em uma academia de musculação, uma barra B, com,0 m de comprimento e massa de 10 kg, está apoiada de forma simétrica em dois suportes, S1 e S, separados por uma distância de 1,0 m, como indicado na figura. Para a realização de exercícios, vários discos, de diferentes massas M, podem ser colocados em encaixes, E, com seus centros a 0,10 m de cada extremidade da barra. O primeiro disco deve ser escolhido com cuidado, para não desequilibrar a barra. Dentre os discos disponíveis, cujas massas estão indicadas abaixo, aquele de maior massa e que pode ser colocado em um dos encaixes, sem desequilibrar a barra, é o disco de a) 5 kg b) 10 kg c) 15 kg d) 0 kg e) 5 kg