(Considere a velocidade do som 340m / s. ) AGR FÍSICA 2ª SÉRIE ETAPA 01

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1 1. (Puccamp 2016) Em agosto deste ano realizou-se na China o campeonato mundial de atletismo, no qual um dos eventos mais aguardados era a prova de 100 m masculino, que acabou sendo vencida pelo jamaicano Usain Bolt, com o tempo de 9,79 s. O tempo do segundo colocado, o americano Justin Gatlin, foi de 9,80 s. A diferença entre os dois atletas na chegada foi de aproximadamente: a) 0,1mm. b) 1mm. c) 1cm. d) 10 cm. e) 1m. 2. (Fuvest 2016) Em janeiro de 2006, a nave espacial New Horizons foi lançada da Terra com destino a Plutão, astro descoberto em Em julho de 2015, após uma jornada de aproximadamente 9,5 anos e 5 bilhões de km, a nave atinge a distância de 12,5 mil km da superfície de Plutão, a mais próxima do astro, e começa a enviar informações para a Terra, por ondas de rádio. Determine a) a velocidade média v da nave durante a viagem; b) o intervalo de tempo t que as informações enviadas pela nave, a 5 bilhões de km da Terra, na menor distância de aproximação entre a nave e Plutão, levaram para chegar em nosso planeta; c) o ano em que Plutão completará uma volta em torno do Sol, a partir de quando foi descoberto. 3. (Uern 2015) Um garoto que se encontra em uma quadra coberta solta um balão com gás hélio e este passa a se deslocar em movimento retilíneo uniforme com velocidade de 2m / s. Ao atingir o teto da quadra, o balão estoura e o som do estouro atinge o ouvido do garoto 5,13s após ele o ter soltado. Se o balão foi solto na altura do ouvido do garoto, então a distância percorrida por ele até o instante em que estourou foi de (Considere a velocidade do som 340m / s. ) Página 1 de 12

2 a) 8,6m. b) 9,1m. c) 10,2m. d) 11,4m. 4. (Uece 2014) Considere um avião que decola de um ponto A, sobre o equador, e viaja sempre na mesma latitude para oeste, pousando em outro ponto B. Em seguida, o avião retorna ao ponto de partida pela mesma trajetória e nas mesmas condições de voo, como: velocidade e massa total da aeronave, ausência de ventos e quaisquer outros fatores que possam determinar as características do deslocamento, do ponto de vista da mecânica newtoniana. A duração das viagens é a mesma, mesmo que em uma o avião se desloque no mesmo sentido de rotação da Terra e na outra, em sentido contrário. Tomando um sistema de referência inercial fora da Terra, essa igualdade no tempo de voo se explica porque, na viagem para oeste, o avião a) sofre ação de força gravitacional, devido à rotação da Terra, que causa maior aceleração no sentido leste-oeste. b) parte com velocidade de módulo menor que no retorno. c) parte com velocidade de módulo maior que no retorno. d) sofre ação de força gravitacional, devido à rotação da Terra, que causa menor aceleração no sentido leste-oeste. 5. (Pucrj 2013) A Lua leva 28 dias para dar uma volta completa ao redor da Terra. Aproximando a órbita como circular, sua distância ao centro da Terra é de cerca de 380 mil quilômetros. A velocidade aproximada da Lua, em km/s, é: a) 13 b) 0,16 c) 59 d) 24 e) 1,0 6. (Pucrj 2013) Na Astronomia, o Ano-luz é definido como a distância percorrida pela luz no vácuo em um ano. Já o nanômetro, igual a 1, m, é utilizado para medir distâncias entre objetos na Nanotecnologia. Página 2 de 12

3 Considerando que a velocidade da luz no vácuo é igual a 3, m/s e que um ano possui 365 dias ou 3, s, podemos dizer que um Ano-luz em nanômetros é igual a: a) 9, b) 9, c) 9, d) 9, e) 9, (Upe 2013) Um automóvel vai de P até Q, com velocidade escalar média de 20 m/s e, em seguida, de Q até R, com velocidade escalar média de 10 m/s. A distância entre P e Q vale 1 km, e a distância entre Q e R, 2 km. Qual é a velocidade escalar média em todo o percurso em m/s? a) 15 b) 12 c) 9 d) 10 e) (Ufg 2013) Nos jogos paraolímpicos de Londres, o sul-africano biamputado Oscar Pistorius, após perder a medalha de ouro para o brasileiro Alan Fonteles, indignado, reclamou do tamanho das próteses de Fonteles. Antes dos jogos, elas foram trocadas por um par 5,0 cm maior que, no entanto, estavam dentro do limite estabelecido pelo regulamento. Porém, mesmo com próteses mais longas, as amplitudes de passada de Fonteles foram menores do que as de Pistorius, conforme o quadro da prova de 200 metros rasos apresentado a seguir. Dados da corrida Fonteles Pistorius Altura 1,82 m 1,86 m Altura máxima permitida 1,85 m 1,93 m Amplitude média da passada 2,04 m 2,17 m Número de passadas Tempo 21,45 s 21,52 s Página 3 de 12

4 Considere que Fonteles consiga aumentar a amplitude média de sua passada em 1,0 cm, mantendo a mesma frequência de passadas. Nessas circunstâncias, quantos segundos, aproximadamente, será a nova vantagem de Fonteles? a) 0,05 b) 0,07 c) 0,10 d) 0,17 e) 0,35 9. (Espcex (Aman) 2012) Um automóvel percorre a metade de uma distância D com uma velocidade média de 24 m s e a outra metade com uma velocidade média de 8 m s. Nesta situação, a velocidade média do automóvel, ao percorrer toda a distância D, é de: a) 12 m s b) 14 m s c) 16 m s d) 18 m s e) 32 m s 10. (Uel 2011) A cronometragem precisa das provas de atletismo envolve vários equipamentos, entre eles, a associação de emissores e sensores de radiação. De acordo com os conhecimentos de física moderna relacionados com emissores e sensores de radiação, assinale a alternativa correta. a) Para fins práticos, o sensor detecta instantaneamente o bloqueio da radiação devido à elevada velocidade da luz com relação à do atleta. b) Os sensores interagem com a radiação por meio do efeito piezoelétrico. c) Os lasers, utilizados como emissores, caracterizam-se pela absorção simulada da radiação. d) A intensidade de radiação emitida por um emissor laser é diretamente proporcional à distância que o separa do sensor. e) A radiação de um emissor laser será detectada se sua energia for metade da energia de excitação do sensor. Página 4 de 12

5 11. (Ufpb 2011) Um ciclista observa que, após pedalar por uma hora, sua velocidade média foi de 20 km/h. Considerando que, após pedalar por mais uma hora, a sua velocidade média em todo o percurso foi de 22 km/h, é correto afirmar que uma representação possível do movimento do ciclista no último trecho está no gráfico: a) b) c) d) e) 12. (Uerj 2010) Um foguete persegue um avião, ambos com velocidades constantes e mesma direção. Enquanto o foguete percorre 4,0 km, o avião percorre apenas 1,0 km. Página 5 de 12

6 Admita que, em um instante t 1, a distância entre eles é de 4,0 km e que, no instante t 2, o foguete alcança o avião. No intervalo de tempo t 2 t 1, a distância percorrida pelo foguete, em quilômetros, corresponde aproximadamente a: a) 4,7 b) 5,3 c) 6,2 d) 8,6 13. (Unesp 2006) Duas carretas, A e B, cada uma com 25 m de comprimento, transitam em uma rodovia, no mesmo sentido e com velocidades constantes. Estando a carreta A atrás de B, porém movendo-se com velocidade maior que a de B, A inicia uma ultrapassagem sobre B. O gráfico mostra o deslocamento de ambas as carretas em função do tempo. Considere que a ultrapassagem começa em t = 0, quando a frente da carreta A esteja alinhada com a traseira de B, e termina quando a traseira da carreta A esteja alinhada com a frente de B. O instante em que A completa a ultrapassagem sobre B é a) 2,0 s. b) 4,0 s. c) 6,0 s. d) 8,0 s. e) 10,0 s. Página 6 de 12

7 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] Utilizando as informações dadas no enunciado, podemos calcular as velocidades médias dos dois corredores, sendo elas: ΔS 100 v1 Δt1 9,79 10,21m s ΔS 100 v2 Δt2 9,80 10,20 m s Desta forma, a velocidade relativa entre os corredores pode ser calculada. vr v1 v2 10,21 10,20 vr 0,01m s Assim, a distância entre os atletas ( Δ x) é dada pela multiplicação da velocidade relativa pelo tempo que o competidor que chega primeiro (Usain Bolt) chega a linha de chegada. Assim, Δx vr t1 Δx 0,01 9,79 Δx 10 cm Resposta da questão 2: a) Dados: ano 3 10 s; Δt 9,5anos 9, ,85 10 s; ΔS 5 10 m. 12 ΔS v v 1,75 10 m/s. Δt 8 2, b) Dado: c 3 10 m/s. 12 ΔS Δt m/s Δt 1,7 10 s. c c) Teremos: Página 7 de 12

8 Velocidade média: v 4,7 km/s 9 Plutão Perímetro da órbita: d 35,4 10 km Período da órbita: T d 7,5 10 7,5 10 T 7,53 10 s 251 anos. v 4, Como esse planeta foi descoberto em 1930, ele completará uma volta em torno do Sol no ano t: t t Resposta da questão 3: [C] Analisaremos esta questão dividindo o movimento em dois momentos diferentes, sendo o 1º a subida do balão e o 2º sendo o movimento do som até o ouvido do garoto. Utilizando os dados do enunciado e considerando a distância do ponto soltura (ou do ouvido do garoto) sendo h, podemos encontrar os tempos gastos em cada um dos movimentos em função de h. Desta forma: ΔS1 h Δt1 v1 2 ΔS2 h Δt2 v Sabendo que o tempo total do movimento (dado no enunciado) é de 5,13 s, temos que: Δtt Δt1 Δt2 h h 5, , h h , h 171 h 10,2 m Resposta da questão 4: [B] O sentido de rotação da Terra é de oeste para leste. Assim, quando o avião vai para oeste a velocidade para o referencial inercial fora da Terra é igual, em módulo, à diferença entre a velocidade de um ponto do equador e a velocidade do avião em Página 8 de 12

9 relação à Terra. No retorno, essas velocidades se somam. Portanto, na ida o avião parte com velocidade menor que no retorno. Resposta da questão 5: [E] 28 dias horas s. ΔS 2π r 23, V 1,0 km/s. Δt T Resposta da questão 6: [A] ΔS 8 ΔS V 3x10 ΔS 9,6x10 m 9,6x10 m Δt 7 3,2x10 Resposta da questão 7: [B] Como sabemos: Vm ΔS Δt 1000 De P a Q 20 Δt1 50s Δt De Q a R 10 Δt2 200s Δt 2 De P a R 3000 Vm 12 m/s 250 Resposta da questão 8: [D] Com as passadas aumentadas e mantendo o mesmo ritmo, ele dará 98 passadas de 2,05 m em 21,45 s. sua nova velocidade média será: ΔS 98 2,05 vm 9,366 m/s. Δt 21,45 Página 9 de 12

10 Para percorrer 200 m com essa nova velocidade média, seu tempo de prova passará as ser: 200 Δt ' 21,35 s. 9,366 A nova vantagem (V) será: V 21,52 21,35 V 0,17 s. Resposta da questão 9: [A] ΔS Vm Δt Primeiro trecho D / 2 D 24 Δt 1 Δt 48 1 Segundo trecho D / 2 D 8 Δt 1 Δt 16 1 Movimento todo D D D Δt Δt1 Δt V m D 12 m/s D / 12 Resposta da questão 10: [A] A figura mostra uma pista de atletismo onde correm 8 atletas. Página 10 de 12

11 Quando o primeiro atinge a linha de chegada ele interrompe a passagem do laser e seu tempo é registrado. Entenda que, como a velocidade de uma radiação eletromagnética é muito alta, o tempo de propagação do laser do emissor ao receptor é desprezível. Resposta da questão 11: [D] Primeiro trecho: ΔS1 10km ΔS ΔS Movimento todo: V 22 ΔS 44km Δt 2 Segundo trecho: ΔS2 ΔS ΔS1 24km Observe o gráfico abaixo. A área do trapézio vale x1 24km. 2 Resposta da questão 12: [B] A velocidade do foguete (v f ) é 4 vezes a velocidade do avião (v a ) v f = 4 v a Página 11 de 12

12 Equacionando os dois movimentos uniformes, com origem no ponto onde está o foguete no instante t 1 : S f = v f t S f = 4 v a t e S a = 4 + v a t. Igualando as funções horárias para instante de alcance (t 2 ): S f = S a 4 v a t 2 = 4 + v a t 2 3 v a t 2 = 4 t 2 = 4 3v. a Substituindo: S f = 4 v a 4 3v a S f = 16 km = 5,3 km. 3 Resposta da questão 13: [D] V A S m / s t 4 V B S 75 18,75m / s t 4 A velocidade relativa é a diferença entre as velocidades: Vrel 25 18,75 6,25m / s S 50 Vrel 6,25 t 8,0s t t Página 12 de 12