EXERCÍCIOS UERJ 3ª SÉRIE

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1 EXERCÍCIOS UERJ 3ª SÉRIE 1. (Uerj 2012) Uma pessoa empurrou um carro por uma distância de 26 m, aplicando uma força F de mesma direção e sentido do deslocamento desse carro. O gráfico abaixo representa a variação da intensidade de F, em newtons, em função do deslocamento d, em metros. Desprezando o atrito, o trabalho total, em joules, realizado por F, equivale a: a) 117 b) 130 c) 143 d) 156

2 2. (Uerj 2012) Observe a tabela abaixo, que apresenta as massas de alguns corpos em movimento uniforme. Corpos Massa (kg) Velocidade (km/h) leopardo automóvel caminhão Admita que um cofre de massa igual a 300 kg cai, a partir do repouso e em queda livre de uma altura de 5 m. Considere Q 1, Q 2, Q 3 e Q 4, respectivamente, as quantidades de movimento do leopardo, do automóvel, do caminhão e do cofre ao atingir o solo. As magnitudes dessas grandezas obedecem relação indicada em: a) Q1 Q4 Q2 Q3 b) Q4 Q1 Q2 Q3 c) Q1 Q4 Q3 Q2 d) Q4 Q1 Q3 Q2

3 3. (Uerj 2012) Um chuveiro elétrico, alimentado por uma tensão eficaz de 120 V, pode funcionar em dois modos: verão e inverno. Considere os seguintes dados da tabela: Modos Potência (W) Resistência ( ) Verão 1000 R V Inverno 2000 R I A relação a) 0,5 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0 R R I V corresponde a: TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Uma sala é iluminada por um circuito de lâmpadas incandescentes em paralelo. Considere os dados abaixo: a corrente elétrica eficaz limite do fusível que protege esse circuito é igual a 10 A; a tensão eficaz disponível é de 120 V; sob essa tensão, cada lâmpada consome uma potência de 60 W. 4. (Uerj 2012) O número máximo de lâmpadas que podem ser mantidas acesas corresponde a:

4 a) 10 b) 15 c) 20 d) 30 TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Considere as leis de Newton e as informações a seguir. Uma pessoa empurra uma caixa sobre o piso de uma sala. As forças aplicadas sobre a caixa na direção do movimento são: F p : força paralela ao solo exercida pela pessoa; F a : força de atrito exercida pelo piso. A caixa se desloca na mesma direção e sentido de F p. A força que a caixa exerce sobre a pessoa é F C. 5. (Uerj 2012) Se o deslocamento da caixa ocorre com velocidade constante, as magnitudes das forças citadas apresentam a seguinte relação: a) Fp FC Fa b) F p F C F a c) Fp FC Fa d) F p F C F a

5 6. (Uerj 2012) Se o deslocamento da caixa ocorre com aceleração constante, na mesma direção e sentido de F p, as magnitudes das forças citadas apresentam a seguinte relação: a) Fp Fc Fa b) F p F c F a c) Fp Fc Fa d) F p F c F a 7. (Uerj 2011) As unidades joule, kelvin, pascal e newton pertencem ao SI - Sistema Internacional de Unidades. Dentre elas, aquela que expressa a magnitude do calor transferido de um corpo a outro é denominada: a) joule b) kelvin c) pascal d) newton 8. (Uerj 2010) Um objeto é deslocado em um plano sob a ação de uma força de intensidade igual a 5 N, percorrendo em linha reta uma distância igual a 2 m. Considere a medida do ângulo entre a força e o deslocamento do objeto igual a 15º, e T o trabalho realizado por essa força. Uma expressão que pode ser utilizada para o cálculo desse trabalho, em joules, é T= 5 x 2 x sen. Nessa expressão, equivale, em graus, a: a) 15 b) 30

6 c) 45 d) (Uerj 2009) Segundo o modelo simplificado de Bohr, o elétron do átomo de hidrogênio executa um movimento circular uniforme, de raio igual a 5, m, em torno do próton, com período igual a s. Com o mesmo valor da velocidade orbital no átomo, a distância, em quilômetros, que esse elétron percorreria no espaço livre, em linha reta, durante 10 minutos, seria da ordem de: a) 10 2 b) 10 3 c) 10 4 d) (Uerj 2009) Um avião sobrevoa, com velocidade constante, uma área devastada, no sentido sul-norte, em relação a um determinado observador. A figura a seguir ilustra como esse observador, em repouso, no solo, vê o avião. Quatro pequenas caixas idênticas de remédios são largadas de um compartimento da base do avião, uma a uma, a pequenos intervalos regulares. Nessas circunstâncias, os efeitos do ar praticamente não interferem no movimento das caixas. O observador tira uma fotografia, logo após o início da queda da quarta caixa e antes de a primeira atingir o solo. A ilustração mais adequada dessa fotografia é apresentada em:

7 11. (Uerj 2009) Uma pequena caixa é lançada sobre um plano inclinado e, depois de um intervalo de tempo, desliza com velocidade constante. Observe a figura, na qual o segmento orientado indica a direção e o sentido do movimento da caixa. Entre as representações a seguir, a que melhor indica as forças que atuam sobre a caixa é:

8 12. (Uerj 2009) Uma pessoa de massa igual a 80 kg encontra-se em repouso, em pé sobre o solo, pressionando perpendicularmente uma parede, com uma força de magnitude igual a 120 N, como mostra a ilustração a seguir. Considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m.s -2, o coeficiente de atrito entre a superfície do solo e a sola do calçado da pessoa é igual a: a) 0,15 b) 0,36 c) 0,67 d) 1, (Uerj 2009) Uma pessoa de massa igual a 80 kg encontra-se em repouso, em pé sobre o solo, pressionando perpendicularmente uma parede, com uma força de magnitude igual a 120 N, como mostra a ilustração a seguir. A melhor representação gráfica para as distintas forças externas que atuam sobre a pessoa está indicada em: 14. (Uerj 2008) Um feixe de raios paralelos de luz é interrompido pelo movimento das três pás de um ventilador. Essa interrupção gera uma série de pulsos luminosos.

9 Admita que as pás e as aberturas entre elas tenham a forma de trapézios circulares de mesma área, como ilustrados a seguir. Se as pás executam 3 voltas completas por segundo, o intervalo de tempo entre o início e o fim de cada pulso de luz é igual, em segundos, ao inverso de: a) 3 b) 6 c) 12 d) (Uerj 2008) A figura a seguir representa um sistema composto por uma roldana com eixo fixo e três roldanas móveis, no qual um corpo R é mantido em equilíbrio pela aplicação de uma força F, de uma determinada intensidade.

10 Considere um sistema análogo, com maior número de roldanas móveis e intensidade de F inferior a 0,1% do peso de R. O menor número possível de roldanas móveis para manter esse novo sistema em equilíbrio deverá ser igual a: a) 8 b) 9 c) 10 d) 11 TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Desde Aristóteles, o problema da queda dos corpos é um dos mais fundamentais da ciência. Como a observação e a medida diretas do movimento de corpos em queda livre eram difíceis de realizar, Galileu decidiu usar um plano inclinado, onde poderia estudar o movimento de corpos sofrendo uma aceleração mais gradual do que a da gravidade. MICHEL RIVAL Adaptado de Os grandes experimentos científicos. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, Observe, a seguir, a reprodução de um plano inclinado usado no final do século XVIII

11 para demonstrações em aula. Admita que um plano inclinado M 1, idêntico ao mostrado na figura, tenha altura igual a 1,0m e comprimento da base sobre o solo igual a 2,0m. Uma pequena caixa é colocada, a partir do repouso, no topo do plano inclinado M 1 e desliza praticamente sem atrito até a base. Em seguida, essa mesma caixa é colocada, nas mesmas condições, no topo de um plano inclinado M 2, com a mesma altura de M 1 e comprimento da base sobre o solo igual a 3,0m. 16. (Uerj 2008) A razão v 1 /v 2 entre as velocidades da caixa ao alcançar o sol o após deslizar, respectivamente, nos planos M 1 e M 2, é igual a: a) 2 b) 2 c) 1 d) 2

12 17. (Uerj 2008) A razão t 1 /t 2 entre os tempos de queda da caixa após deslizar, respectivamente, nos planos M 1 e M 2, é igual a: a) 2 b) 2 c) 1 d) 1 2

13 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] No triângulo OAB: a b 26 a b 676. (I) No triângulo OAC: a 8 h. (II) No triângulo ABC: b 18 h. (III) Substituindo (II) e (III) em (I): h 18 h 676 2h 288 h 144 h 12 m. O trabalho da força F pela força F W é numericamente igual à área entre a linha do gráfico e o eixo do deslocamento W F WF 156 J. 2

14 Resposta da questão 2: [C] 2 Calculemos a velocidade do cofre ao atingir o solo, considerando g 10 m/s. Aplicando Torricelli: 2 2 v v 0 2gh v v 10 m / s 36 km / h. Inserindo esses dados na tabela e calculando as quantidades de movimento. Corpos Massa (kg) Velocidade (km/h) Quantidade de movimento (kg.km/h) leopardo Q 1 = automóvel Q 2 = caminhão Q 3 = cofre Q 4 = Analisando os valores obtidos, constatamos que: Q1 Q4 Q3 Q 2. Resposta da questão 3: [A] Dados: P V = W; P I = W; U = 120 V; Da expressão da potência elétrica:

15 2 U R U U U P R R P R P R P V 2 2 I 2 PI RI PV RI PV 2 2 U V I U V I RV PV RI ,5. R Resposta da questão 4: [C] ( P) max Vi 120x W P N P max lâmpada Resposta da questão 5: [A] Observação: no enunciado, as forças deveriam levar o símbolo de vetor, pois, sem ele, refere-se apenas ao módulo da força e módulo não tem direção. O correto é: F p : força paralela ao solo exercida pela pessoa; F a : força de atrito exercida pelo piso. A caixa se desloca na mesma direção e sentido de F p. A força que a caixa exerce sobre a pessoa é F C.

16 A força que a pessoa aplica na caixa p F e a que a caixa aplica na pessoa FC um par ação-reação, tendo, portanto, a mesma intensidade: Fp FC. formam Como o movimento é retilíneo e uniforme, as forças que agem sobre a caixa estão equilibradas, ou seja: Fp Fa. Assim: F p F C F a Resposta da questão 6: [C] A força que a pessoa aplica na caixa p F e a que a caixa aplica na pessoa FC um par ação-reação, tendo, portanto, a mesma intensidade: F p F c. formam Como o movimento é retilíneo e acelerado, a força que a pessoa aplica na caixa tem intensidade maior que a da força de atrito, ou seja: F p F a. Assim: F p F c F a Resposta da questão 7: [A] Calor é uma forma de energia, e a unidade de energia no SI é o joule (J). Resposta da questão 8: [D]

17 Dados: F = 5 N; d = 2 m; = 15. O enunciado nos permite construir a figura abaixo. O trabalho de uma força é dado pelo trabalho de sua componente paralela ao deslocamento. Assim, na figura: T = F d cos. Porém, e são complementares. Então: sen = cos. Portanto: T = F d cos = F d sen. Substituindo os valores dados: T = 5 2 sen 75. Ou seja: = 75. Resposta da questão 9: [D] Resolução

18 Velocidade = v = (2.3, ) / ( ) = 15, m/s = 1, m/s Distância = S = 1, (600) = = 9, m = 9, km ordem de grandeza 10 5 (pois a parte significativa é maior que raiz quadrada de 10). Resposta da questão 10: [A] Resolução Por inércia as caixas continuarão a acompanhar o avião (ficarão embaixo dele). A figura que melhor representa é a A, ainda que o espaço vertical entre as caixas não é regular, pois elas aceleram em função da gravidade. Resposta da questão 11: [D] Resolução As forças são: A força peso (vertical para baixo); a reação normal ao plano inclinado (perpendicular ao plano) e a força de atrito (paralela ao plano e no sentido oposto ao movimento).

19 Resposta da questão 12: [A] Resposta da questão 13: [D] Resposta da questão 14: [D] Resposta da questão 15: [C] Resposta da questão 16: [C] Resposta da questão 17: [D]

20 Resumo das questões selecionadas nesta atividade Data de elaboração: 10/06/2012 às 12:48 Nome do arquivo: terceira_uerj_2012 Legenda: Q/Prova = número da questão na prova Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro Q/prova Q/DB Matéria Fonte Tipo Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla

21 Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla Física... Uerj/ Múltipla