Física A Extensivo V. 7

Transcrição

1 GRITO Física xtensivo V. 7 xercícios ) omentário p K. m. g. K. K m. g K peso K força ) 7) 4. orreta. energia solar é a fonte de energia que provoca precipitações de cuva que irão abastecer as usinas idrelétricas. 8. orreta. m. c 6. Incorreta. Há conservação de energia. omentário M M + + p p 3) D 4). Falsa. xiste a presença de forças dissipativas (atrito).. Falsa. O trabalo da força normal é zero. 4. Verdadeira. 8. Falsa. Ocorrem variações na altura. 6. Verdadeira. 3. Falsa. Quando desce a rampa, a velocidade aumenta, já quando sobe, sua velocidade diminui. 64. Falsa. s leis de Newton são válidas mesmo nessas condições. erceba que tal situação é conseguida em e 3, pois a energia potencial de é maior que a do ponto. Logo, o bloco passa com certa velocidade ao ponto. Já na situação, a energia potencial de é menor que a de, logo o bloco não atinge este ponto. 8) m. g. m. v + m. g.. 5,65 v +. 3, v 49 v 7 m/s M M + + p p m. g. m. v + m. g.. 5,65 v +.,45 v 64 v 8 m/s 5 J 5) 6). Incorreta. Quando acabar o idrogênio e o élio, as reações de fusão nuclear cessarão e, portanto, também a transformação de energia que ocorre no sol.. Incorreta. energia se conserva. 5 J W dissipativo 5 5 W dissipativo J Física

2 GRITO 9) I. Falsa. À medida que a altura diminui a velocidade aumenta. II. Verdadeira. III. Falsa. velocidade aumenta. IV. Verdadeira. ). Incorreta. Não á um movimento uniformemente variado.. orreta. f ar ntre t e t v cte a F R m. a f ar f ar 4. orreta. 8. Incorreta. 6. orreta. far Q far > V 3. Incorreta. Ver item Incorreta. Não á conservação de energia mecânica devido ao atrito com o ar. ) m + g + elástica m mv + m. g. + Kx m m m 967 J ) M M 3) Resolução V o sen 3 M M x x +, p p,375 m m. g. x +,375 k. x.. x +,375. x x x,375 4) V ( ) ± ( ) 4.. (, 375) x. x,5 m m x +,375 x +,375 O H 5 m onservação da energia mecânica D M c + p c + p m. g. (5 + H) m. v + m. g.. (5 + H) ( ) +. () 5 + H 5 + H H m + g, mv 7 6 V V 9 V 3 m/s Física

3 GRITO 5) M M m. g. Kx + mv 5.,..,3 + V 6,5 V V 35, m/s 6) L g Kx m. g. 4..,,4 m ( ),5... Falsa. V 35, m/s. Falsa. g el + 4. Verdadeira. 8. Verdadeira. F L m F R F L F R KX mg F R 5.,. F R 3 N 6. Verdadeira. g M 3. Verdadeira. 64. Falsa. M M 8) 8 L g Kx m. g. 5.x,5.. x, m ou cm Resolução T 7) 6 T T D T M M g L +. Incorreta. Há a necessidade de uma resultante para o centro, logo a T >.. Incorreta. força centrípeta é uma resultante. Física 3

4 GRITO 4. orreta. m m m. v mv + mg c (. ) vc +. vc 5 + v 5 c m / s Obs.: para que tenamos a menor velocidade em, precisamos também da menor velocidade em. v gr 8. orreta. m a velocidade mínima é: v gr. m/ s m. v 5,. ( ) c 5, J 6. orreta. erceba que nesse ponto a tensão faz o papel de força centrípeta. mv 5,. ( 3) T Fcp R T 5 N 3. Incorreta.. orreta. alculado no item. R. g v mín. v mín. v mín. ( 6).( ) 6 m/s 4. orreta. onservação de energia m m c + p m m. g. m M m. g 45 ( 3).( ) 5 m 8. orreta. 6. Incorreta. Também atua sobre o sistema. Força normal. 3. Incorreta. Vide item Incorreta. omo á conservação da energia mecânica, esta em é igual àquela em. ) 9) 4. Incorreta. D N v mín. N F c m. a c N + m. v mín. R v mín. R. g m c + p m m. v mín. + m. g. m m.( R. g) + m. g. (R) m m. g. R +. m. g. R m 5. m. g. R 5.( 3).( ).( 6) m m 45 J M M m. g. + mv g g.. + g. + g V c l 37 mv ( ) V c D. sen 37 o D H D,6 H D +,6,6. V 6 g 4 Física

5 GRITO. Falsa. T 4. Incorreto. 8. orreto. 6. orreto. ) No ponto, temos: F T m. V T m. g T mv + m. g T m.6g + m. g T 7 m. g 7. Falsa. M MD + D m. g. + mv + D m. g. + mv D g.. + g g(,6 ) + V D V D,8 g. V D 8, g 4. Verdadeira. 8. Falsa. M MD + dissipada + D em D. v D m. g. + m dissipada,4 g.. + D + dissipada g m. g (,6 ) + dissipada Velocidade ao abandonar a mesa (v x ) ixo y (MRUV) y y + vy. t +. ay. t +. ( ). t t 5 t 5 s ixo x (MRU) x x + vx. t 5 v x. 5 v x 5 5 m/s onstante elástica da mola m md c + p cd + pd k. x + m. g. m. v + m. g. k. x m. v k m v. x k (. ).( 5 5 ) ( ) k 5 N/m 3)8 d' 6. Verdadeira. Quando o pêndulo para em, toda a energia de será perdida. omo no ponto a energia é: M m. g. + m V. m. g. + m.. g m v d m v m v' m v' ) 6 M 3 m. g Quando parar em, essa energia representará o trabalo do atrito. omentário. Falsa.. Verdadeira. 4. Falsa. 8. Falsa. 6. Verdadeira. 3. Falsa. 64. Falsa. M M. Incorreto.. orreto. Física 5

6 GRITO 4) 5 mv V mv + m. g. g. V (x) V. g. V' V' V. g. t t d v d v d v d V. g. d d V V. g. d' d d.. g. V. orreta. Se não ouvesse atrito, o bloco cegaria ao ponto com velocidade de 4 m/s. M M mv + m. g. mv () +.,6 v v 4 m/s. orreta. m. g. + mv M,. () M,..,6 +,6 J M mv M,. (3) M,9 J τ τ M FT FT,9,6,7 J 4. orreta. v v + ad () (3) +. a.,9 a 5 m/s 5) 46 F R fat m. a µ. N m. a µ. m. g 5 µ. µ,5 8. orreta. τ m. g. τ,..,6 τ, J 6. Incorreta. força peso não faz trabalo no deslocamento orizontal, pois a força peso faz um ângulo de 9 o com o deslocamento. M M el Kx 4., 8 J 8%. M 8%. 8 6,4 J W fat ,6 J. Falsa. M g 6,4 - m. g. 6,4,5..,8 m. Verdadeira. 4. Verdadeira. 8. Verdadeira. M > M 6. Falsa. W peso ε g 3. Verdadeira. 64. Falsa. Ocorre dissipação de energia. 6) M M + m. g. m. g. + m. v. 5. 3,75 + v 5 37,5 v v.,5 7) v 5 v 5 m/s ssim: Q m. v 55 m. 5 m 7 kg No arremesso da pedra teremos um aumento da sua velocidade e, por consequência, da quantidade de movimento, já que Q m. v. 6 Física

7 GRITO 8) D I ΔQ F. Δt m. v m. v F m. v m. v t Quanto maior o intervalo de tempo (Δt), menor a força de resistência ao impacto. 9) (Falsa). Impulso é uma grandeza vetorial, podendo ser gerado ou não por uma força instantânea. (Verdadeira) (Verdadeira) (Falsa) I Q 3) I ΔQ. Δt m. v m. v m. v m. v t Quanto maior o intervalo de tempo (Δt), menor a força média exercida sobre o motorista. 3) I ΔQ F. Δt m. v m. v F m. v m. v t Quanto maior o intervalo de tempo (Δt), menor a força máxima exercida sobre o motorista. 3) 47 om air bag ou sem air bag Q Q S. No entanto, c/ air bag: ΔQ F. t 3. Verdadeira. 64. Falsa. F < F com air bag sem air bag 33) I Q Quem variou mais a quantidade do movimento obteve o maior impulso, logo alcançou a maior altura. 34) 5 35). Verdadeira. I Q Q Q o I Q F. t m. v F.,,58. 5 F 9 N. Verdadeira. ois formam um par ação-reação. 4. Verdadeira. I F. t I 9.,,9 N. S 8. Verdadeira. Teorema do impulso. 6. Falsa. F externa 9 N 3. Falsa. Os impulsos são iguais em módulo. I Q I Q Q o I m. v I,3. I,6 N. S 36) D V s/ air bag: ΔQ F. t. Verdadeira.. Verdadeira. Sim, pois a variação da velocidade é a mesma. 4. Verdadeira. Teorema do impulso. 8. Verdadeira. Q é a mesma nas duas situações. 6. Falsa. s massas dos corpos são diferentes. Q m. V 4 m/s v (3) + (4) v 5 m /s 3 m/s Física 7

8 GRITO 37) D a) D m V. o 6,.,3 J b) W ε O,3,3 J c) F m. a 3,6. a a 5 m/s d) V V o +. a. d +. ( 5). d d d cm e) a v t 5 t t,5 38) D 39) v I Q I Q Q o F. t m. V F.,,4. 5 F N v 5 m/s área de um gráfico F. t nos dá o valor do impulso recebido pelo corpo. ssim: I ΔQ 5 m. v F m. v i 5,5. v F,5. v F 5 5, v F 3 m/s. 3,6 v F 8 km/ 4) I ΔQ I m. v F m. v i 9 3. v F 3. v F 3 m/s 4) I Q Q o I... I 6 N. S W F. d W m. V m V. o W.. W 96 J 4) I Q I Q F Q F. t mv f mv F.,3,3. ( ),3. 3 F 5 N F 5 N 43) D ara a pedra: I ΔQ I Q Q. Δt m. v m. v m. v t (. 3 5 ).( ) 3 (. ) 5 N 44) a) Força necessária para segurar a maleta: I ΔQ. Δt m. v m. v m. v t ( ).( ) N Seria equivalente ao peso de uma massa de kg. Logo, a pessoa não consegue segurar a maleta. nergia da maleta: c m. v c ( ).( ) c J b) stimativa do número de andares do prédio: onsiderando que entre um andar e outro existe 4 m de distância, temos: n. (4) m que: altura do prédio n número de andares c p c m. g. ( ).( ).(. 4) 5 andares 45) ara o meteorito: I Q I Q Q I Q + ( Q ) 8 Física

9 GRITO y 47) Q I 48) 5 Q Q Resolução x I I F F ara a Terra: y 46) 8 N I Q x. orreta. No S.I. Q m. v [Q] Kg. m/s. Incorreta. I Q tem mesma direção e sentido do impulso. 4. orreta. I F. t 8. Incorreta. Não necessariamente. odemos ter um sistema com resultante externa nula com quantidade de movimento diferente de zero. 6. Incorreta. O impulso total deve ser zero, no entanto cada um dos corpos possuirá um impulso diferente de zero. 49) 6 v' +6 m/s M D M v 8 m/s m. g. mv. 3, V V 64 V 8 m/s V V o +. a. x V..,8 V 36 V 6 m/s I Q I m V mv F. t,5. 6,5. ( 8) F., F 8 N. Falsa. No barco com metade da massa teremos o dobro da velocidade.. Verdadeira. Q Q f Q + Q m. V + m. V m. V m. V V V 4. Verdadeira. 8. Falsa. 6. Falsa. s velocidades de e poderiam ser escritas na seguinte forma. V V V V MV. MV M V ( ) MV Física 9

10 GRITO 5) 7. orreto. Sistema isolado.. Falsa. ossuem sentidos opostos. 4. Falsa. massa do sapo é maior que a massa do sapo, logo a força que o primeiro sapo faz para se impulsionar é maior. Desse modo, a rampa se desloca para a esquerda enquanto os sapos estão no ar. O m R. V R + m. V 5. V R,5. 3. V R,9 m/s rma firmemente Q Q fim O Q projétil + Q atirador+arma O m. V + m T. V T (95 + 5) V,5. 3. V,45 V 4,5. m/s 53) F F 8. Falsa. omo o sistema é isolado, as quantidades de movimento do sapo e são iguais em módulo. ssim, o sapo que possui menor massa possuirá maior velocidade de lançamento e, por consequência, maior alcance. d sapo > d sapo 6. orreto. s forças aplicadas no início para colocarem os sapos e as tábuas em movimento são novamente aplicadas no final, agora parando todo o sistema. 5) 4 Resolução. orreta. onsiderando que os centros de massa dos dois patinadores estejam colados um ao outro e o sistema isolado de forças externas. Q Q I F 54) Q o Q fim O Q canão + Q projétil Q canão Q projétil 5. V,5. 5 V,5 m/s Q depois Q + Q Q m. V (m + m ). V 4. ( + 4). V V,8 m/s 55) m/s,5 m/s 5) D O m H. V H + m m. V m O 6., V m 3. V m 8 V m,6 m/s d V R. t d (,3 +,6). d,8 m. Incorreta. energia mecânica inicial é zero, e a energia mecânica final é a soma das energias cinéticas. 4. Incorreta. s forças só existem enquanto eles estiverem se empurrando. 8. orreta. 6. Incorreta. quantidade de movimento é nula. 3. orreta. rma frouxamente Q Q fim O Q rifle + Q projétil 56) 4 4. kg Q depois m. V + m. V ,5 5,5. 4 Kg. m/s v 4 3. kg Física

11 GRITO Q depois Q barro Q (barro + carro). 4 ( + 6). V' V m/s 57) 4, kg 4, kg 4. Verdadeira. Q depois Q + Q m. 3 + m 8. Falsa. Q depois Q m. 5,5 m 6. Verdadeira. Q depois Q + Q m. 5 + m. ( ) m. ( 5) m. Falsa. Q Q f O Q + Q. V 4. V V V. Verdadeira. 4. Verdadeira. Forças internas (sistema isolado) não alteram a posição do centro de massa. 8. Verdadeira. ção/reação 6. Falsa. Sistema conservativo, a energia mecânica se conserva. 58) 86 antes da explosão m m/ m/ m/s depois da explosão Q o mv m Q final Q inicial m. Falsa. Q depois Q + Q m. 5 + m ( 5) 5 m. Verdadeira. Q depois Q + m. V m. m 3. Falsa. Q depois Q m. 5 m 64. Verdadeira. Q depois Q + Q m. 5 + m. ( 3) m 59) m' f v' ( m/s) f antes kg v f v g m f + m g kg depois + m' f + m' g kg m' f kg m' g m' g F ext Q cte. Q Q D m' f. v' f + m' g. v' g ( v' g ). v' f + m' g. v' g ( m' g ). v' f + m' g. v' g. v' g m' g. v' f + m' g. v' g m' g. v' f m' g. v' g. v' f m' g. (v' f v' g ). v' f m' g. v f v f v g.( ) m' g ( ) ( 5) m' g ( ) ( 5) m' g 4 kg v (5 m/s) g Física

12 GRITO 6) 9 ntes v Depois. Verdadeira. p p p 8. Verdadeira. p p p s demais alternativas não possuíram um vetor resultante após a explosão orizontal para a direita. 6) Norte y m 3 kg m kg v 3 álculo da velocidade v : ixo x (MRU): x x + v. t 3 v. () v 3 m/s álculo da velocidade v : v Sul ixo x: F ext Q cte. Q Q D m. v + m. v (). (3) + (3). v 3v (). (3) v m/s O sinal negativo indica que a velocidade v está no sentido norte. nergia cinética dos fragmentos: c m v m v. +. ( ).( ) ( ).( ) c c c 5 J x 6) 63). Verdadeira. Velocidade é relativa.. Falsa. mv 4. Verdadeira. 8. Falsa. m qualquer sistema isolado ocorre conservação da quantidade de movimento. 6. Verdadeira. 64) 65) 3. Verdadeira. Forças externas são nulas, então o sistema é isolado.. Verdadeira. Q (repouso) antes 4. Verdadeira. Q Q antes depois 8. Falsa. omo a massa do astronauta é dez vezes maior que a massa do tanque, então se a velocidade do tanque ao ser arremessado for de 5 m/s, a de recuo do astronauta será de,5 m/s. 6. Verdadeira. Q depois Q tanque Q tanque + astronauta. 5 ( + 9). V V,5 m/s 66) olisão: m b v b antes m p v p F ext Q cte Q depois m b. v b + m. v mb. v' b + m p. v' p p (3). () 3. v' b +. v' p 3v' b + v' p 6 (I) oeficiente de restituição: olisão elástica e e v v p b v v b v v p p b p v ' b v ' p + + depois Física

13 GRITO D vx. t D v. t v.,5 v 4 m/s v'p v'b (. 3) v'p + v'p 3v'b + 3v'p 6 (II) Montando-se um sistema com I e II, tem-se: 3 v b + v p 6 3 v b + 3 v p 6 4v'p v'p 3 m/s (velocidade do pino) Substituindo em (I): 3v'b + (3) 6 3v'b 3 v'b m/s bola QI QF mp. vp (mp + mb). v. v ( + 48) v v 5 m/s v,5 km/s 7) 67) ntes 6 m/s v m/s 8 m/s antes J Depois v'? Qantes Qdepois. + 4.( 8) ( + 4). V V m/s depois 6. J Houve uma perda de 6 J. Qantes Qdepois 7. 6 (7 + 5). V' V' 3,5 m/s 7) 68) D ntes Q depois v m. V m. V' V' m/s m V m.g.., m cm Depois v' Qantes Qdepois,4. (,4 +,6 ). V' V' 4 m/s 69) omentário m. V, 4. J (m + m ). V (, 4 +, 6 ). 4 8 J antes. g. t, 5.. t t,5 t,5 s depois Houve uma perda de J. Física 3

14 GRITO 7) 86. Falsa. o se alojar, a velocidade do projétil em relação ao bloco é nula, mas o sistema está em movimento, portanto a energia cinética e a quantidade de movimento não serão nulas.. Verdadeira. Quanto maior a velocidade do projétil, maior será a altura atingida. 4. Verdadeira. m uma colisão perfeitamente inelástica ocorre perda de energia cinética. 8. Falsa. O sistema é isolado. 6. Verdadeira. cinética_projétil + bloco otencial_projétil + bloco 3. Falsa. O mv Q depois m M. V + (m + M). V V m + M. V 73) (m + M). V m. V m+ M. ( ) 64. Verdadeira. ( M m + M ).. m+ M V ( ) Velocidade de imediatamente antes da colisão: M M + + m. g. m v. v. g. v.( ).( 8. ) v 4 m/s olisão: F ext Q cte Q Q D m. v + m. v m. v' + m. v' v + (. ).( 4) (. ). ( 3. ). v 4 v ' + 3v ' v ' + 3v ' 4 (I) olisão perfeitamente elástica: e v v v v v v 4 74) 4 v ' v ' v ' + v ' 4 (II) Montando-se um sistema com I e II: v + 3v 4 v + v 4 4v' 8 v' m/s Substituindo-se em I, tem-se: v ' + 3. () 4 v ' m/s O sinal negativo indica que o corpo retorna com velocidade de módulo m/s, imediatamente após a colisão. ltura máxima atingida por após a colisão: M M + + m. v' m. g. v g ( )., m cm omentário e resolução. Incorreta. ara levantar o bloco com velocidade constante, a força aplicada tem intensidade igual ao peso dividido por dois, pois a polia é móvel e reduz a força à metade.. Incorreta. caixa e a bolina seguem juntas, logo a colisão é inelástica. 4. orreta. mi m mf m. v. g.. 4,5 v v 8 m/s v 9m/s 8. Incorreta. Qantes Qdepois m. v (m + m 3 ). v',5. 9 (,5 +,5). v' v' 4,5 m/s mi mf ( m + m3). v ( m + m3). g. ( 45, ). 4 Física

15 GRITO 6. orreta. cosθ o θ 6 V ω. R V ω R 45, ω ω,5m/s 3. Incorreta. Ver item 8. Não depende da massa. 64. Incorreta. τ f τ F. D. d. D. 4,5 D 8, m 75) 9 5 m/s 8 3º 6º Sen 3 o mv m.5 V V,5 m/s 5 4. Falsa. colisão é perfeitamente elástica, ocorre portanto conservação da energia. 8. Verdadeira. Se a quantidade de movimento no início não possui componente vertical, no fim também não averá. 6. Falsa. O m.5 5 m om base no triângulo formado na alternativa : cos 3 o mv 3 8 m 5 V 8 V 8,5 3 m/s 5 ( ) 3,5 3 m 8 m. 5, 3 3. Falsa. Justamente o contrário, a energia cinética total antes é igual à energia cinética total depois da colisão. 64. Verdadeira.. Falsa. O sistema é isolado.. Verdadeira. Q inicial Q fim Q 8 m. V 8 3º Q branca m. 5 6º Q ' m. v ' Q 8 6º 3º Q 5 m Q ' Física 5