COLÉGIO RESSURREIÇÃO NOSSA SENHORA Disciplina:

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1 COLÉGIO RESSURREIÇÃO NOSSA SENHORA Disciplina: Professor: Física Eduardo LISTA DE EXERCÍCIOS PROVA FINAL Data: 28/10 /2011 Série/Turma: 1 Ano EF TÓPICO 01: ESTUDO DOS VETORES 01- Um barco atravessa um rio de margens paralelas de largura d = 4 km. Devido à correnteza, a componente da velocidade do barco ao longo das margens é V C = 0,5 km/h em relação às margens. Na direção perpendicular às margens a componente da velocidade é V B = 2 km/h. Pergunta-se: a) Quanto tempo leva o barco para atravessar o rio? b) Ao completar a travessia, qual é o deslocamento do barco na direção das margens? 0 2- Observe a figura a seguir e determine quais as flechas que: a) Qual o menor tempo gasto (em minutos) no percurso de A para B? b) Qual é o módulo do vetor velocidade média (em km/h) entre os pontos A e B? 05 - Dados os vetores A, B e C, representados na figura em que cada quadrícula apresenta lado correspondente a uma unidade de medida, é correto afirmar que a resultante dos vetores tem módulo: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 6 a) tem a mesma direção. b) tem o mesmo sentido. c) tem o mesmo comprimento. d) são iguais Um homem caminha, sobre uma superfície plana, a partir de um ponto A, 4,0 m para o norte e 3,0m para o leste. Qual a distância entre a posição final do homem e o ponto A? 04 - A figura a seguir representa um mapa da cidade de Vectoria o qual indica a direção das mãos do tráfego. 06- Sabe-se que a distância entre as margens paralelas de um rio é de 100 m e que a velocidade da correnteza, de 6 m/s, é constante, com direção paralela às margens. Um barco parte de um ponto x da margem A com velocidade constante de 8m/s, com direção perpendicular às margens do rio. A que distância do ponto x o barco atinge a margem B? a) 100 m b) 125 m c) 600 m d) 750 m e) 800 m 07 Considere as seguintes grandezas físicas mecânicas: TEMPO, MASSA, FORÇA, VELOCIDADE e TRABALHO. Dentre elas, têm caráter vetorial apenas a) força e velocidade. b) massa e força. c) tempo e massa. d) velocidade e trabalho. e) tempo e trabalho. TÓPICO 02: TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA Devido ao congestionamento, os veículos trafegam com a velocidade média de 18 km/h. Cada quadra desta cidade mede 200 m por 200 m (do centro de uma rua ao centro de outra rua). Uma ambulância localizada em A precisa pegar um doente localizado bem no meio da quadra em B, sem andar na contramão. 01 Sob a ação de uma força constante, um corpo de massa m = 4,0 kg adquire, a partir do repouso, a velocidade de 10 m/s. a) Qual é trabalho realizado por essa força? b) Se o corpo se deslocou 25 m, qual o valor da força aplicada?

2 02 Uma força de 20 N desloca, na mesma direção e sentido da força, um corpo de 4 kg, em uma distância de 10 m. Qual o módulo do trabalho realizado pela força? 03 Uma máquina realiza o trabalho de 1000 J em 20s. Qual a potência dessa máquina em HP, sabendo-se que 1HP=746W? 04 Uma força de 20N desloca, na mesma direção e sentido da força, um corpo de 4kg, em uma distância de 10m. O fenômeno todo ocorre em 5 segundos. Qual o módulo da potência realizada pela força? 05 Uma força de 20 N desloca, na mesma direção e sentido da força, um corpo de 4kg, em uma distância de 10m. O fenômeno todo desenvolve a potência de 40W. Qual o tempo necessário para que o fenômeno ocorra? 06 Um carrinho de massa m = 300 kg percorre uma montanha russa cujo trecho BCD é um arco de circunferência de raio R = 5,4 m, conforme a figura adiante. A velocidade do carrinho no ponto A é v A =12m/s. Considerando g=10m/s 2 e desprezando o atrito, calcule; até x=4,0m, em joules, vale a) zero. b) 10 c) 20 d) 30 e) Um corpo de massa 5kg é retirado de um ponto A e levado para um ponto B, distante 40m na horizontal e 30m na vertical traçadas a partir do ponto A. Qual é o módulo do trabalho realizado pela força peso? a) 2500 J b) 2000 J c) 900 J d) 500 J e) 1500 J 09 Uma força F paralela à trajetória de seu ponto de aplicação varia com o deslocamento de acordo com a figura a seguir. Qual é o trabalho realizado pela força F no deslocamento de 1 a 5 m? a) 100J b) 20J c) 12J d) 15J e) 10J a) a velocidade do carrinho no ponto C; b) a aceleração do carrinho no ponto C; c) a força feita pelos trilhos sobre o carrinho no ponto C. 07 O gráfico representa o valor algébrico da força resultante F que age sobre um corpo de massa 5,0kg, inicialmente em repouso, em função da abcissa x. 10 Um corpo de massa 10kg é puxado por uma mola de constante elástica K=100 N/m. O comprimento natural é l 0 = 2m. Qual é o trabalho realizado pela força elástica para deslocar o corpo da posição x=10m para a posição x=4m? O trabalho realizado por F, no deslocamento de x=0 a) 6000 J b) 250 J c) 3000 J d) 500 J e) 125 J

3 11 Um corpo de massa 2,0kg é arrastado sobre uma superfície horizontal com velocidade constante de 5,0m/s, durante 10s. Sobre esse movimento são feitas as afirmações: I. o trabalho realizado pela força peso do corpo é nulo. II. o trabalho realizado pela força de atrito é nulo. III. o trabalho realizado pela força resultante é nulo. Dessas afirmações, SOMENTE a) I e III são corretas. b) I e II são corretas. c) III é correta. d) II é correta. e) I é correta. 12 Um corpo de massa 12kg está submetido a diversas forças, cuja resultante F é constante. A velocidade do corpo num ponto M é de 4,0m/s e num outro ponto N é de 7,0m/s. O trabalho realizado pela força F no deslocamento de M para N é, em joules, de a) 33 b) 36 c) 99 d) 198 e) Uma partícula de massa 500g, em movimento retilíneo, aumenta sua velocidade desde 6,0m/s até 10m/s num percurso de 8,0m. A força resultante sobre a partícula tem módulo, em newtons, a) 16 b) 8 c) 6 d) 4 e) 2 14 Um objeto de massa igual a 2,0kg, inicialmente em repouso, percorre uma distância igual a 8,0m em uma superfície horizontal sem atrito, sob a ação de uma força constante, também horizontal, igual a 4,0N. A variação da energia cinética do objeto é a) 4,0 J b) 8,0 J c) 16,0 J d) 32,0 J e) 64,0 J A potência aplicada ao corpo pela empilhadeira é: a) 120 W b) 360 W c) 720 W d) 1200 W e) 2400 W 16 Um objeto de massa 400g desce, a partir do repouso no ponto A, por uma rampa, em forma de um quadrante de circunferência de raio R=1,0m. Na base B, choca-se com uma mola de constante elástica k=200n/m. Desprezando a ação de forças dissipativas em todo o movimento e adotado g=10m/s 2, a máxima deformação da mola é de a) 40cm b) 20cm c) 10cm d) 4,0cm e) 2,0cm 17 Um bloco é solto no ponto A e desliza sem atrito sobre a superfície indicada na figura a seguir. Com relação ao bloco, podemos afirmar: 15 Uma empilhadeira elétrica transporta do chão até uma prateleira, a 6m do chão, um pacote de 120 kg. O gráfico adiante ilustra a altura do pacote em função do tempo. a) A energia cinética no ponto B é menor que no ponto C; b) A energia cinética no ponto A é maior que no

4 ponto B; c) A energia potencial no ponto A é menor que a energia cinética no ponto B; d) A energia total do bloco varia ao longo da trajetória ABC; e) A energia total do bloco ao longo da trajetória ABC é constante. TÓPICO 03: IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO 01- (Ufpe) Uma bola de massa 50g é solta de uma altura igual a 3,2m. Após a colisão com o solo, ela alcança uma altura máxima de 1,8m. Se o impacto com o chão teve uma duração de 0,02 segundos, qual a intensidade da força média, em Newtons, que atuou sobre a bola durante a colisão? dado: = 10m/s 2 02 (Unesp) Um carrinho cheio de areia, de massa total 4,0kg, pode se deslocar sobre uma superfície plana e horizontal, ao longo de uma direção x, sem encontrar qualquer resistência. Uma bala de 15g, disparada na direção x contra o carrinho, inicialmente em repouso, aloja-se na areia, e o conjunto (carrinho+areia+bala) passa a se mover com velocidade constante, percorrendo 0,6m em 0,4s. a) Qual é a velocidade do conjunto após a bala terse alojado na areia? b) Qual era, aproximadamente, a velocidade da bala? 03 - (Unesp) Para medir a velocidade de uma bala, preparou-se um bloco de madeira de 0,990kg, que foi colocado a 0,80m do solo, sobre uma mesa plana, horizontal e perfeitamente lisa, como mostra a figura adiante. A bala, disparada horizontalmente contra o bloco em repouso, alojou-se nele, e o conjunto (bala+bloco) foi lançado com velocidade V, atingindo o solo a 1,20m da borda da mesa. verticalmente sobre o carrinho, de uma altura muito pequena, aderindo a ele. a) Com que velocidade final move-se o conjunto? b) Que quantidade de energia mecânica foi transformada em energia térmica? 05 - (Unicamp) Dois patinadores inicialmente em repouso, um de 36kg e outro de 48kg, se empurram mutuamente para trás. O patinador de 48kg sai com velocidade de 18 km/h. Despreze o atrito. a) Qual a velocidade com que sai o patinador de 36kg? b) Qual o trabalho realizado por esses dois patinadores? 06- (Fatec) Num certo instante, um corpo em movimento tem energia cinética de 100 joules, enquanto o módulo de sua quantidade de movimento é 40kg.m/s. A massa do corpo, em kg, é a) 5,0 b) 8,0 c) 10 d) 16 e) (Uff) Para construir barracos em uma região onde predominam matacões (pedras gigantes), os invasores do Jardim Paraná, loteamento clandestino na serra da Cantareira, pagam a pedreiros para explodirem as pedras com dinamite. Algumas dessas pedras ficam instáveis. Suponha que uma pedra de 10 toneladas, inicialmente em repouso, deslize, sem rolar, de uma altura de 72 metros e que, nesse processo, aproximadamente 90% da variação de sua energia potencial gravitacional seja dissipada por atrito. Considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2, DETERMINE a quantidade de movimento final da pedra em kg m/s (Unesp) Um bloco de massa 0,10kg desce ao longo da superfície curva mostrada na figura adiante, e cai num ponto situado a 0,60m da borda da superfície, 0,40s depois de abandoná-la. Desprezando-se a resistência oferecida pelo ar, pode-se afirmar que o módulo (intensidade) da quantidade de movimento do bloco, no instante em que abandona a superfície curva é, em kg.m/s, a) Adotando g=10m/s 2, determine a velocidade V do conjunto, ao abandonar a mesa. (Despreze a resistência e o empuxo do ar.) b) Determine a velocidade com que a bala atingiu o bloco, sabendo-se que sua massa é igual a 0,010kg (Unicamp) Um carrinho, de massa m 1 = 80 kg, desloca-se horizontalmente com velocidade v = 5 m/s. Um bloco de massa m 2 = 20 kg cai a) 0,10. b) 0,15.

5 c) 0,20. d) 0,25. e) 0, (Pucsp) Um carrinho de brinquedo de massa 200g é impulsionado por um balão plástico inflado e acoplado ao carrinho. Ao liberar-se o balão, permitindo que o mesmo esvazie, o carrinho é impulsionado ao longo de uma trajetória retilínea. O intervalo de tempo gasto para o balão esvaziar-se é de 0,4s e a velocidade adquirida pelo carrinho é de 20m/s. A intensidade da força média de impulsão em newton é: a) 2,0 b) 2,8 c) 4,0 d) 8,8 e) 10,0 10. (Uel) Um corpo de massa 2,0kg é lançado verticalmente para cima, com velocidade inicial de 20m/s. Despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade g=10m/s 2. O módulo do impulso exercido pela força-peso, desde o lançamento até atingir a altura máxima, em unidades do Sistema Internacional, vale a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 suas costas, passando os dois a deslocar-se com velocidade v. Desprezando o atrito, calcule o valor de v. a) 1,5m/s. b) 2,0m/s. c) 2,5m/s. d) 3,5m/s. e) 5,0m/s (Ufv) Um trenó, com massa total de 250 kg, desliza no gelo à velocidade de 10m/s. Se o seu condutor atirar para trás 50kg de carga à velocidade de 10m/s, a nova velocidade do trenó será de: a) 20 m/s. b) 10 m/s. c) 5 m/s. d) 2 m/s. e) 15 m/s (Fuvest) Um vagão A, de massa kg, move-se com velocidade igual a 0,4m/s sobre trilhos horizontais sem atrito até colidir com outro vagão B, de massa kg, inicialmente em repouso. Após a colisão, o vagão A fica parado. A energia cinética final do vagão B vale: a) 100J. b) 200J. c) 400J. d) 800J. e) 1600J (Mackenzie) Um bloco de madeira de massa M = 490g encontra-se em repouso num plano horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é = 0,20. Uma bala de massa 10g, com velocidade horizontal v = 400m/s, é atirada contra o bloco, que ao receber o impacto do projétil incorpora-o à sua massa, deslocando-se. Sendo g = 10m/s 2, a distância D que o conjunto percorre até parar é: a) 16 m. b) 8 m. c) 4 m. d) 2 m. e) 1 m (Unesp) Uma nave espacial de 10 3 kg se movimenta, livre de quaisquer forças, com velocidade constante de 1m/s, em relação a um referencial inercial. Necessitando pará-la, o centro de controle decidiu acionar um dos motores auxiliares, que fornecerá uma força constante de 200N, na mesma direção, mas em sentido contrário ao do movimento. Esse motor deverá ser programado para funcionar durante: a) 1s. b) 2s. c) 4s. d) 5s. e) 10s. 12. (Fuvest) Dois patinadores de mesma massa deslocam-se numa mesma trajetória retilínea, com velocidades respectivamente iguais a 1,5m/s e 3,5m/s. O patinador mais rápido persegue o outro. Ao alcançá-lo, salta verticalmente e agarra-se às