Nome Nº Série / Ano Ensino Turma 1º Médio Disciplina Professor Natureza Código / Tipo Trimestre / Ano Data

Transcrição

1 Nome Nº Série / Ano Ensino Turma 1º Médio Disciplina Professor Natureza Código / Tipo Trimestre / Ano Data Física Thiago Trimestral T1/I 2 o / /08/2013 Tema Leis de Newton: Força, aceleração, sistemas de corpos, Força de contato, Normal, Tração, Força elástica, Força de Atrito, Plano inclinado, Força Centrípeta, Energia Mecânica, Sistemas Conservativos, Sistemas Dissipativos, valor 40,0 pontos INSTRUÇÕES GERAIS: 01. A prova é composta de 7 questões distribuídas em 7 páginas. 02. Leia atentamente o texto e/ou enunciado que antecede a cada questão. 03. Use somente caneta azul ou preta para dar a resposta final. Questões a lápis não serão consideradas. 04. Dê respostas claras e completas a todas as questões. As respostas confusas ou incompletas acarretarão perdas de pontos. 05. Cuidado com os erros de pontuação, acentuação e ortografia. 06. Não abrevie, não use reticência (...) ou etc Não rasure as questões dissertativas. Caso tenha que mudar o que já escreveu, passe um traço sobre essa parte e escreva ANULADO. 08. É proibido o empréstimo de material durante a realização da prova. 10. Releia a prova antes de entregá-la. 1. Duas caixas, uma de massa de 4,00 kg e outra de 6,00 kg estão em repouso sobre a superfície sem atrito de um lago congelado, ligadas por uma corda leve. Uma mulher usando um tênis áspero (de modo que ela possa exercer tração sobre o solo) puxa horizontalmente a caixa de 6,00 kg com uma força F que produz, uma aceleração de 2,50 m/s 2. a) Desenhe todas as forças que atuam nas caixas. b) Qual é o módulo da força F? c) Qual é a tensão T na corda que conecta as duas caixas?

2 2. Um bloco de massa ma = 3,20 kg está sobre um plano com 30 de inclinação, sem atrito, preso por uma corda que passa por uma polia, de massa e atrito desprezíveis, e tem na outra extremidade um outro bloco de massa mb = 2,80 kg, pendurado verticalmente, como mostra a figura. Inicialmente o sistema está em repouso. A B Três amigos: Guilherme, Dumont e Villares, resolveram apostar o que aconteceria com os blocos depois que fossem soltos. Guilherme apostou que os blocos não se movimentariam. Dumont apostou que os blocos se movimentariam no sentido horário. Villares apostou que os blocos se movimentariam no sentido anti-horário. a) qual a aceleração adquirida pelos blocos? b) Quem ganhou a aposta. Justifique sua resposta? c) Qual a tensão na corda? 0401ABCDM_F_TRI2_T1_V0 2

3 3. Numa pista inclinada de em relação à horizontal, um carro de massa 900 kg descreve uma curva horizontal de raio 40 3 (mostrada em corte na figura) com velocidade constante de 72 km/h. Sabendo-se que o veículo não tem nenhuma tendência de derrapar, responda às questões. a) Qual o valor do ângulo b) O que acontece com o carro se suas rodas passarem sobre uma mancha de óleo na pista?. 4. (UFJF-MG) Um trenó, com um esquimó, começa a descer por uma rampa de gelo, partindo do repouso no ponto C, à altura de 20 m. Depois de passar pelo ponto A, atinge uma barreira de proteção em B, conforme a figura abaixo. O conjunto trenó-esquimó possui massa total de 90 kg. O trecho AB encontra-se na horizontal. Despreze as dimensões do conjunto, o atrito e a resistência do ar durante o movimento. a) Usando o princípio da conservação da energia mecânica, calcule a velocidade com que o conjunto chega ao ponto A, na base da rampa. b) Em B encontra-se uma barreira de proteção feita de material deformável, usada para parar o conjunto após a descida. Considere que, durante o choque, a barreira não se desloca e que o conjunto choca-se contra ele e pára. Sabendo-se que a barreira de proteção sofreu uma deformação de 1,5 m durante o choque, calcule a constante elástica da barreira de proteção. 0401ABCDM_F_TRI2_T1_V0 3

4 5. Um garoto de 50 kg, decide testar um brinquedo, o qual é composto de três trechos (dois inclinados e um horizontal). Nos trechos inclinados o brinquedo pode ser considerado perfeitamente liso, o trecho horizontal apresenta um coeficiente de atrito µ = 0,2. O garoto parte do repouso. a) Faça um diagrama indicando as forças sobre o garoto quando este se encontra na parte curva e na parte plana da trajetória. b) Calcule o trabalho da Força de Atrito exercido sobre o garoto, quando este passa pela parte plana do brinquedo. c) Ao passar pela primeira vez pela parte, o garoto perde um pouco de sua energia, calcule a altura máxima que ele atingirá quando chegar pela primeira vez do outro lado brinquedo. d) Quantas vezes o garoto conseguira passar pelo trocho plano antes de parar definitivamente? Justifique. 0401ABCDM_F_TRI2_T1_V0 4

5 6. Cesupa) No playcenter de São Paulo, uma das mais emocionantes diversões é o Skycoaster, representado na figura abaixo, com capacidade para até 3 pessoas. Os pontos 1 e 3 são extremos da trajetória, com forma aproximada de um arco de circunferência, percorrida pelos corajosos usuários. O ponto 2 é o mais baixo dessa trajetória. A partir do ponto 1 inicia-se o movimento pendular sem velocidade inicial. A tabela abaixo indica dados aproximados para essa situação. a) Calcule a energia potencial gravitacional no ponto 1. b) Calcule a energia cinética no ponto 2. c) Pode se se dizer que entre os pontos 1 e 2 temos um sistema conservativo ou dissipativo? Como você justificaria sua resposta? d) Considerando-se trajetória das pessoas presas ao cabo como um arco de uma circunferência, calcule a força centrípeta no ponto 2. e) Agora calcule a força de tração no cabo no ponto 2. f) Calcule a energia mecânica no ponto 3. Qual a porcentagem de energia que foi dissipada? 0401ABCDM_F_TRI2_T1_V0 5

6 7. (OBF modificada) Um bloco de massa m = 0,60 kg, sobre um trilho de atrito desprezível, comprime uma mola (de constante elástica k = 2000 N/m) em 20 cm, conforme a figura abaixo. Considere que a energia potencial gravitacional seja zero na linha pontilhada. O bloco, ao ser liberado, passa pelo ponto P onde 75% de sua energia é cinética. a) Calcule a energia elástica armazenada na mola no momento em que o bloco a comprime. b) Sabendo que no ponto P, 75% da energia é cinética. Calcule a energia cinética. c) Agora que você já sabe a energia cinética do bloco no ponto P, calcule a velocidade do bloco neste ponto. d) Calcule a altura do ponto P em relação a linha pontilhada. 0401ABCDM_F_TRI2_T1_V0 6

7 Tabela Trigonométrica Seno Cosseno Tangente Seno Cosseno Tangente 0 0,000 1,000 0, ,719 0,695 1, ,017 1,000 0, ,731 0,682 1, ,035 0,999 0, ,743 0,669 1, ,052 0,999 0, ,755 0,656 1, ,070 0,998 0, ,766 0,643 1, ,087 0,996 0, ,777 0,629 1, ,105 0,995 0, ,788 0,616 1, ,122 0,993 0, ,799 0,602 1, ,139 0,990 0, ,809 0,588 1, ,156 0,988 0, ,819 0,574 1, ,174 0,985 0, ,829 0,559 1, ,191 0,982 0, ,839 0,545 1, ,208 0,978 0, ,848 0,530 1, ,225 0,974 0, ,857 0,515 1, ,242 0,970 0, ,866 0,500 1, ,259 0,966 0, ,875 0,485 1, ,276 0,961 0, ,883 0,469 1, ,292 0,956 0, ,891 0,454 1, ,309 0,951 0, ,899 0,438 2, ,326 0,946 0, ,906 0,423 2, ,342 0,940 0, ,914 0,407 2, ,358 0,934 0, ,921 0,391 2, ,375 0,927 0, ,927 0,375 2, ,391 0,921 0, ,934 0,358 2, ,407 0,914 0, ,940 0,342 2, ,423 0,906 0, ,946 0,326 2, ,438 0,899 0, ,951 0,309 3, ,454 0,891 0, ,956 0,292 3, ,469 0,883 0, ,961 0,276 3, ,485 0,875 0, ,966 0,259 3, ,500 0,866 0, ,970 0,242 4, ,515 0,857 0, ,974 0,225 4, ,530 0,848 0, ,978 0,208 4, ,545 0,839 0, ,982 0,191 5, ,559 0,829 0, ,985 0,174 5, ,574 0,819 0, ,988 0,156 6, ,588 0,809 0, ,990 0,139 7, ,602 0,799 0, ,993 0,122 8, ,616 0,788 0, ,995 0,105 9, ,629 0,777 0, ,996 0,087 11, ,643 0,766 0, ,998 0,070 14, ,656 0,755 0, ,999 0,052 19, ,669 0,743 0, ,999 0,035 28, ,682 0,731 0, ,000 0,017 57, ,695 0,719 0, ,000 0, ,707 0,707 1, ABCDM_F_TRI2_T1_V0 7

8 0401ABCDM_F_TRI2_T1_V0 8