PRE-VESTIBULAR COMUNITÁRIO DOM HÉLDER CÂMARA PVCDHC 4ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA Professor: Aurélio

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1 PRE-VESTIBULAR COMUNITÁRIO DOM HÉLDER CÂMARA PVCDHC 4ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA Professor: Aurélio 01 - Questão 36 UERJ 1º EQ 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 Questão 28 UERJ 1º EQ 2006 Observe as situações abaixo, nas quais um homem desloca uma caixa ao longo de um trajeto AB de 2,5 m. A melhor representação gráfica para as distintas forças externas que atuam sobre a pessoa está indicada em: 02 - Questão 37 UERJ 1º EQ 2009 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 da ordem de: (A) 0,15 (B) 0,36 (C) 0,67 (D) 1, Questão 35 UERJ 2º EQ 2006 Uma mola, que apresenta uma determinada constante elástica, está fixada verticalmente por uma de suas extremidades. Ao acloparmos a extremidade livre a um corpo de massa M, o comprimento da mola foi acrescido de um valor X, e ela passou a armazenar uma energia elástica E. As forças F 1 e F 2, exercidas pelo homem nas duas situações, têm o mesmo módulo igual a 0,4 N e os ângulos entre suas direções e os respectivos deslocamentos medem θ e 2θ. Se k é o trabalho realizado, em joules, por F 1, o trabalho realizado por F 2 corresponde a: (A) 2k (B) k/2 (C) (k 2 +1)/2 (D) 2k Questão 36 UERJ 1º EQ 2005 Uma caixa está sendo puxada por um trabalhador, conforme mostra a figura abaixo. Para diminuir a força de atrito entre a caixa e o chão, aplica-se, no ponto X, uma força f. O segmento orientado que pode representar esta força está indicado na seguinte alternativa: Em função de X 2, o gráfico que melhor representa E está indicado em: 06 - Questão 17 UERJ EF 2004 Um passageiro está no interior de um elevador que desce verticalmente, com aceleração constante a. 1

2 Se a vale 1/5 da aceleração da gravidade, a razão entre a intensidade da força que o piso do elevador exerce sobre o passageiro e o peso do passageiro é igual a: (A) 5 (B) 6/5 (C) 1 (D) 4/ Questão 25 UERJ EF 2004 Suponha que todas as dimensões lineares de uma pessoa dobrem de tamanho e sua massa específica fique constante. Quando ela estiver em pé, o fator de aumento da razão entre o peso e a força de resistência dos ossos das pernas corresponderá a: (A) 1 (B) 2 (C) 4 (D) Questão 23 UERJ EQ 2004 (Adaptado de CARUSO, F. & DAOU, L. Tirinhas de física, vol. 6. Rio de Janeiro, 2002.) Levantar-se pelo cadarço do tênis puxando-o para cima é uma impossibilidade real. A explicação desse fato deve-se a uma lei de Newton, identificada como: (A) primeira lei (B) segunda lei (C) terceira lei (D) lei da gravitação 09 - Questão 06 UERJ ED 2008 Os corpos A e B, ligados ao dinamômetro D por fios inextensíveis, deslocam-se em movimento uniformemente acelerado. Observe a representação desse sistema, posicionado sobre a bancada de um laboratório. Determine a altura máxima alcançada pelo elevador, sabendo que sua massa é igual a kg Questão 04 UFRJ 1º dia 2008 Uma força horizontal de módulo F puxa um bloco sobre uma mesa horizontal com uma aceleração de módulo, como indica a figura 1. Sabe-se que, se o módulo da força for duplicado, a aceleração terá módulo 3a, como indica a figura 2. Suponha que, em ambos os casos, a única outra força horizontal que age sobre o bloco seja a força de atrito - de módulo invariável f - que a mesa exerce sobre ele. Calcule a razão f / F entre o módulo f da força de atrito e o módulo F da força horizontal que puxa o bloco Questão 05 UFRJ 1º dia 2007 Um sistema é constituído por um barco de 100 kg, uma pessoa de 58 kg e um pacote de 2,0 kg que ela carrega consigo. O barco é puxado por uma corda de modo que a força resultante sobre o sistema seja constante, horizontal e de módulo 240 newtons. Supondo que não haja movimento relativo entre as partes do sistema, calcule o módulo da força horizontal que a pessoa exerce sobre o pacote Questão 02 UFRJ 1º dia 2006 Um bloco de massa m é abaixado e levantado por meio de um fio ideal. Inicialmente, o bloco é abaixado com aceleração constante vertical, para baixo, de módulo a (por hipótese, menor do que o módulo g da aceleração da gravidade), como mostra a figura 1. Em seguida, o bloco é levantado com aceleração constante vertical, para cima, também de módulo a, como mostra a figura 2. Sejam T a tensão do fio na descida e T a tensão do fio na subida. A massa de A é igual a 10 kg e a indicação no dinamômetro é igual a 40 N. Desprezando qualquer atrito e as massas das roldanas e dos fios, estime a massa de B Questão 10 UERJ ED 2008 Um elevador que se encontra em repouso no andar térreo é acionado e começa a subir em movimento uniformemente acelerado durante 8 segundos, enquanto a tração no cabo que o suspende é igual a N. Imediatamente após esse intervalo de tempo, ele é freado com aceleração constante de módulo igual a 5 m/s 2, até parar. 2 Determine a razão T /T em função de a e g Questão 02 UFRJ 2ºa dia 2005 Leia atentamente os quadrinhos a seguir.

3 A solução pensada pelo gato Garfield para atender à ordem recebida de seu dono está fisicamente correta? Justifique sua resposta Questão 04 UFRJ 2ºa dia 2005 Quando o cabo de um elevador se quebra, os freios de emergência são acionados contra trilhos laterais, de modo que esses passam a exercer, sobre o elevador, quatro forças verticais constantes e iguais a f, como indicado na figura. Considere g = 10m/s 2. chão, a esfera de massa m 2 é lançada para cima ao longo da reta vertical que passa pelos centros das esferas, como indica a figura 1. A esfera lançada sobe esticando o fio até suspender a outra esfera do chão. A figura 2 ilustra o instante em que a esfera de massa m 1 perde contato com o chão, instante no qual o fio está ao longo da reta que passa pelos centros das esferas. Considerando como dados m 1, m 2 e o módulo da aceleração da gravidade g, calcule no instante em que a esfera de massa m 1 perde o contato com o chão: a) a tensão no fio; b) a aceleração da esfera de massa m Questão 02 UFRJ 2º dia 2008 Dois pêndulos com fios ideais de mesmo comprimento b estão suspensos em um mesmo ponto do teto. Nas extremidades livres do fio, estão presas duas bolinhas de massas 2m e m e dimensões desprezíveis. Os fios estão esticados em um mesmo plano vertical, separados e fazendo, ambos, um ângulo de 60º com a direção vertical, conforme indica a figura. Suponha que, numa situação como essa, a massa total do elevador seja M=600kg e que o módulo de cada força f seja f = 1350N. Calcule o módulo da aceleração com que o elevador desce sob a frenagem dessas forças Questão 05 UFRJ 2ºa dia 2004 Em um dado momento, as bolinhas são soltas, descem a partir do repouso, e colidem no ponto mais baixo de suas trajetórias, onde se grudam instantaneamente, formando um corpúsculo de massa 3m. a) Calcule o módulo da velocidade do corpúsculo imediatamente após a colisão em função de b e do módulo g da aceleração da gravidade. b) Calcule o ângulo θ que o fio faz com a vertical no momento em que o corpúsculo atinge sua altura máxima Questão 06 UFRJ 2º dia 2008 Uma mola de constante elástica k e comprimento natural L está presa, por uma de suas extremidades, ao teto de um elevador e, pela outra extremidade, a um balde vazio de massa M que pende na vertical. Suponha que a mola seja ideal, isto é, que tenha massa desprezível e satisfaça à lei de Hooke Questão 03 UFRJ 2º dia 2009 Duas pequenas esferas homogêneas de massas m 1 e m 2 estão unidas por um fio elástico muito fino de massa desprezível. Com a esfera de massa m 1 em repouso e apoiada no 3 Figura 1

4 a) Calcule a elongação x 0 da mola supondo que tanto o elevador quanto o balde estejam em repouso, situação ilustrada na figura 1, em função de M, k e do módulo g da aceleração da gravidade. b) Considere, agora, uma situação na qual o elevador se mova com aceleração constante para cima e o balde esteja em repouso relativamente ao elevador. Verificase que a elongação da mola é maior do que a anterior por um valor d, como ilustra a figura 2. Sabendo que a massa da caixa é 6,0 kg, calcule o raio da curva da estrada. Figura 2 Calcule o módulo da aceleração do balde em termos de k, M e d Questão 06 UFRJ 2º dia 2007 A figura 1 a seguir mostra um pêndulo constituído por um fio ideal de comprimento L, com uma extremidade presa a um ponto fixo P, e por uma partícula de massa m presa à outra extremidade. O pêndulo está inicialmente em repouso com o fio esticado na posição horizontal. Após ter sido abandonado do repouso, o pêndulo desce e colide com outra partícula de massa m, que está em repouso sobre uma superfície lisa, no ponto mais baixo de sua trajetória. No choque, as partículas se grudam de modo que o pêndulo continua seu movimento com as duas presas em sua extremidade, como mostra a figura Questão 07 UFRJ 3º dia 2005 Uma partícula de massa m oscila no eixo OX sob a ação de uma força F =-kx 3, na qual k é uma constante positiva e x é a coordenada da partícula. Suponha que a amplitude de oscilação seja A e que o período seja dado por onde c é uma constante adimensional e α, β e γ são expoentes a serem determinados. Utilize seus conhecimentos de análise dimensional para calcular os valores de α, β e γ Questão 02 UFRJ 3º dia 2004 Suponha que todo o movimento ocorra em um plano vertical. a) Calcule, em função de L e do módulo da aceleração da gravidade g, a velocidade da partícula presa à extremidade do pêndulo, imediatamente antes da colisão. b) Calcule o valor máximo do ângulo θ que o pêndulo faz com a vertical após a colisão Questão 07 UFRJ 3º dia Questão 03 UFRJ 2º dia 2006 Uma caixa é pendurada no teto de um ônibus por meio de fios ideais presos a um dinamômetro de massa desprezível. A figura mostra esses objetos em equilíbrio em relação ao ônibus, enquanto ele está percorrendo um trecho circular de uma estrada horizontal, com velocidade de 72 km/h. Nessa situação, o dinamômetro mostra que a tensão no fio é 65 N. 4

5 placas geológicas que compõem a crosta terrestre, com o objetivo de melhor compreender a física dos terremotos. Um sistema simples que exibe os elementos determinantes desta dinâmica é composto por um bloco apoiado sobre uma mesa horizontal rugosa e puxado por uma mola, como mostrado abaixo. A mola é esticada continuamente por uma força F de módulo crescente, mas o bloco permanece em repouso até que o atrito não seja mais suficiente para impedir seu deslocamento Questão 10 UFRJ 3º dia Questão 22 UFF P Você segura com a mão um cilindro de ferro e o aproxima de um ímã permanente muito pesado apoiado sobre uma mesa horizontal, como mostra o diagrama. À medida que o cilindro se aproxima da mesa, ele é atraído pelo ímã com intensidade cada vez maior. O ímã não se move. Nos diagramas de força abaixo, P representa o peso do ímã, N representa a normal da mesa sobre o ímã e f representa a força feita pelo cilindro sobre o ímã. Enquanto não houver deslizamento, é correto afirmar que: (A) o módulo da força que o bloco faz sobre a mola é igual ao módulo da força de atrito sobre o bloco; (B) o módulo da força de atrito sobre o bloco é maior que o módulo da força que a mola faz sobre o bloco; (C) o módulo da força de atrito depende da força normal sobre o bloco, já que a normal é a reação ao peso; (D) o módulo da força que a mola faz sobre o bloco é maior que o módulo da força que o bloco faz sobre a mola; (E) o módulo da força de atrito sobre o bloco não muda enquanto a mola é esticada Questão 14 UFF P O elevador de passageiros começou a ser utilizado em meados do século XIX, favorecendo o redesenho arquitetônico das grandes cidades e modificando os hábitos de moradia. Suponha que o elevador de um prédio sobe com aceleração constante de 2,0 m/s², transportando passageiros cuja massa total é 5,0 x 10² kg. Durante esse movimento de subida, o piso do elevador fica submetido à força de: Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s² (A) 5,0 x 10² N (B) 1,5 x 10³ N (C) 4,0 x 10³ N (D) 5,0 x 10³ N (E) 6,0 x 10³ N 29 - Questão 26 UFF P Questão 32 UFF P Questão 07 UFF P Professores do Instituto de Física da UFF estudam a dinâmica do movimento de 5

6 33 - Questão 02 UFF P Questão 51 UFF P Questão 01 UFF P