Física 1. 3 a prova 30/06/2018. Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova.

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1 Física 1 3 a prova 30/06/2018 Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova. 1- Assine seu nome de forma LEGÍVEL na folha do cartão de respostas. 2- Leia os enunciados com atenção. 3- Analise sua resposta. Ela faz sentido? Isso poderá ajudá-lo a encontrar erros. 4- A não ser que seja instruído diferentemente, assinale apenas uma das alternativas das questões. 5- Nas questões de CARÁTER NUMÉRICO assinale a resposta mais próxima da obtida por você. 6- Marque as respostas das questões no CARTÃO RESPOSTA. 7- Preencha integralmente o círculo no cartão resposta (COM CANETA PRETA OU AZUL) referente a sua resposta. 8 O uso de calculadora é permitido. Não é permitido o uso de celulares, tablets, etc...

2 Física 1 Prova 3 30/06/2018a NOME MATRÍCULA TURMA PROF. Lembrete: A prova consta de 20 questões de múltipla escolha valendo 0,5 ponto cada. Utilize: g = 9,80 m/s 2, exceto se houver alguma indicação em contrário. A figura ao lado, que se refere às Questões 1, 2 e 3, representa um aro que rola sem deslizar sobre uma superfície horizontal. 1. O ponto com maior rapidez em relação à superfície é (A) o ponto de contato do aro com a superfície. (B) o ponto no centro do aro. (C) o ponto no topo do aro, oposto ao ponto de contato com a superfície. (D) o ponto mais à frente do aro, na altura do seu centro de massa. (E) o ponto mais atrás do aro, na altura do seu centro de massa. 2. É correto afirmar que o vetor momento angular do aro em relação ao seu centro de massa (A) aponta para dentro do papel. (B) aponta para fora do papel. (C) aponta para a esquerda. (D) aponta para a direita. (E) varia de ponto para ponto do aro. 3. Suponha que a massa do aro seja M=2,0 kg e a velocidade do centro de massa seja V CM = 6,0 m/s. Dado que I CM = MR 2, onde R é o raio do aro, a energia cinética do aro é (A) 36 J (B) 54 J (C) 72 J (D) 96 J (E) 140 J 4. Suponha que uma pessoa está em uma cadeira giratória, girando com certa velocidade angular, com os braços abertos. Ao recolher os braços, aproximando-os do corpo, (A) a sua velocidade angular aumenta e seu momento angular diminui. (B) a sua velocidade angular e o seu momento angular permanecem constantes. (C) a sua velocidade angular diminui e o seu momento angular permanece constante. (D) a sua velocidade angular aumenta e o seu momento angular permanece constante. (E) a sua velocidade angular e o seu momento angular aumentam. 5. Dois blocos de massas m 1 = 1,0 kg e m 2 = 2,0 kg estão conectados por um fio ideal, como mostrado na figura. Se o raio da polia é de 1,0 m e seu momento de inércia em relação ao eixo de rotação é igual a 5,0 kg m 2, qual é o módulo da aceleração de cada um dos blocos (em função da aceleração da gravidade g)? (A) (1/6)g (B) (3/8)g (C) (1/8)g (D) (1/2)g (E) (5/8)g

3 6. Os diagramas abaixo mostram forças aplicadas a uma roda de peso igual a W. A roda é livre para girar e transladar. O módulo de W é igual a 20 N. Em qual(is) diagrama(s) a roda estará em equilíbrio? (A) A (B) B (C) C (D) D (E) A e C 7. Um mergulhador cuja massa é de 82,0 kg encontra-se no extremo de uma prancha de 5,00 m de comprimento e com massa desprezível. A prancha é mantida em equilíbrio graças a dois pilares separados de 1,60 m, como mostrado na figura, que podem exercer forças verticais, para baixo ou para cima, dependendo da situação. As intensidades e os sentidos das forças exercidas pelos pilares A e B sobre a prancha na situação mostrada abaixo são, respectivamente (A) 1,71 kn para baixo e 2,51 kn para cima. (B) 1,71 kn para baixo e 2,51 kn para baixo. (C) 1,71 kn para cima e 2,51 kn para cima. (D) 1,71 kn para cima e 2,51 kn para baixo. (E) 2,51 kn para cima e 1,71 kn para baixo. 8. Imagine o sistema composto pelo planeta Terra de massa M e pela Lua com massa m = M/81. Seja ainda a distância entre a Terra e a Lua dada por d. A que distância da Terra sobre a reta que une os dois corpos a força gravitacional sobre uma partícula ali situada será zero? (A) (1/10) d (B) (1/2) d (C) (1/9) d (D) (9/10) d (E) (1/81) d 9. Satélites são ditos geoestacionários (ou geossincrônicos) quando executam uma órbita circular equatorial em torno da Terra com período de 24h. Isto é, o período do satélite é igual ao período de rotação da Terra. Para um observador no equador da Terra, o satélite comporta-se como se estivesse estacionário num local fixo no céu. Qual afirmação é verdadeira para um satélite em tal órbita? (A) Não há força gravitacional agindo no satélite. (B) O satélite não está sujeito a nenhuma aceleração. (C) Só existe um raio que permite uma órbita geoestacionária. (D) Existe uma força tangencial que ajuda o satélite a acompanhar a rotação da Terra. (E) A força gravitacional é equilibrada por uma força que aponta para longe do centro da Terra. 10. Comparado com o seu peso na superfície da Terra, o seu peso na superfície de um planeta que tem quatro vezes a massa da Terra e o dobro do raio da Terra seria (A) o triplo do seu peso na Terra. (B) o dobro de seu peso na Terra. (C) a metade de seu peso na Terra. (D) quatro vezes o seu peso na Terra. (E) igual ao seu peso na Terra.

4 11. O cometa de Halley se move numa órbita elíptica ao redor do sol. Em seus pontos de menor e maior aproximação o cometa chega a distâncias de 0,590 UA e 35,0 UA (1 UA, ou unidade astronômica, corresponde à distância entre a Terra e o Sol), respectivamente. Se a rapidez do cometa é 54,0 km/s no ponto de maior aproximação, qual sua rapidez no ponto de sua órbita mais distante do sol? (A) 910 m/s (B) 382 m/s (C) 350 m/s (D) 285 m/s (E) 186 m/s 12. Uma estrela dupla consiste em duas estrelas de mesma massa m que executam órbitas circulares de mesmo raio r, mantendo-se sempre em pontos diametralmente opostos em relação ao centro de massa do sistema. A rapidez de cada estrela é (A) r (B) 2r (C) r (D) 4r (E) 4r 13. A figura mostra um satélite numa órbita elíptica em torno da Terra. Se L denota o módulo do momento angular do satélite e K denota a sua energia cinética, é correto afirmar que nas posições 1 e 2, (A) L 2 > L 1 e K 2 > K 1 (B) L 2 > L 1 e K 2 = K 1 (C) L 2 = L 1 e K 2 =K 1 (D) L 2 < L 1 e K 2 > K 1 (E) L 2 = L 1 e K 2 > K Um satélite artificial da Terra é transferido de uma órbita circular de raio R para uma órbita circular de raio 2R. Sejam: W g o trabalho realizado pela força gravitacional; K a energia cinética e U g a energia potencial gravitacional. Na transferência de órbita (R 2R), é correto afirmar que: (A) W g é positivo, K aumenta e U g aumenta. (B) W g é positivo, K aumenta e U g diminui. (C) W g é positivo, K diminui e U g aumenta. (D) W g é negativo, K aumenta e U g diminui. (E) W g é negativo, K diminui e U g aumenta. 15. O bloco de massa m = 2,0 kg está acoplado a uma mola de constante elástica k = 2,0 x 10 2 N/m como na figura. O bloco é deslocado para a direita sobre uma superfície perfeitamente lisa, esticando a mola de 0,50 m, e posteriormente é abandonado a partir do repouso. Qual das funções abaixo descreve o movimento oscilatório deste bloco sobre o eixo x, orientado para a direita, com origem na posição de equilíbrio do bloco? (A) x(t) = 0,50 cos (10t + π/2) (B) x(t) = 0,50 cos (10t) (C) x(t) = 0,50 cos (10t + π/4) (D) x(t) = 0,50 sen (10t - π/2) (E) x(t) = 0,50 sen (10t) 16. Num movimento harmônico simples, a rapidez é máxima quando (A) o módulo da aceleração é máximo. (B) o módulo da aceleração é mínimo. (C) o deslocamento é máximo. (D) a energia potencial é máxima. (E) a energia cinética é mínima.

5 17. Considere as oscilações de um pêndulo e de um sistema massa-mola disposto na vertical na superfície da Terra, com períodos T p e T m, respectivamente. Suponha que T p e T m são os períodos de oscilação dos mesmos objetos para experimentos realizados na Lua. É correto afirmar que: (A) T p = T p e T m = T m (B) T p < T p e T m = T m (C) T p < T p e T m < T m (D) T p > T p e T m > T m (E) T p > T p e T m = T m 18. Qual dos seguintes gráficos representa um movimento harmônico simples com amplitude 2,0 cm e frequência angular 2,0 rad/s? (A) (B) (C) (D) (E) 19. Um corpo oscila em movimento harmônico simples com amplitude A. É correto afirmar que a energia mecânica do sistema (A) é nula quando o corpo passa pelo ponto de equilíbrio. (B) é nula quando o corpo atinge o deslocamento máximo. (C) é máxima quando o corpo passa pelo ponto de equilíbrio. (D) é mínima quando o corpo passa pelo ponto de equilíbrio. (E) é constante. 20. A posição de um objeto que descreve um movimento harmônico simples é dada por x(t) = 0,20 cos (5,0 t + 10) (em unidades SI). Quais são, respectivamente, os valores da velocidade máxima e da aceleração máxima deste objeto? (A) 5,0 m/s e 10 m/s² (B) 0,20 m/s e 5,0 m/s² (C) 1,0 m/s e 0,20 m/s² (D) 1,0 m/s e 5,0 m/s² (E) 5,0 m/s e 0,20 m/s 2