Bateria de exercícios de Física Progressão parcial - 1º ano -3º trimestre

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1 Sem limite para crescer! Bateria de exercícios de Física Progressão parcial - 1º ano -3º trimestre 1. (Uerj 2012) Em uma partida de tênis, após um saque, a bola, de massa aproximadamente igual a 0,06 kg, pode atingir o solo com uma velocidade de 60 m/s. Admitindo que a bola esteja em repouso no momento em que a raquete colide contra ela, determine, no SI, as variações de sua quantidade de movimento e de sua energia cinética. 2. (Uff 2012) Uma das principais diferenças entre câmeras fotográficas digitais e analógicas é o tamanho do sistema que armazena a luz do objeto fotografado. Em uma câmera analógica, o sistema utilizado é um filme de 24mm de altura e 36mm de largura. Nas câmeras digitais, o sensor possui 16mm de altura por 24mm de largura, aproximadamente. Tanto o filme quanto o sensor são colocados no plano onde se forma a imagem. Possuímos duas câmeras, uma analógica e uma digital. A distância focal da lente da câmera analógica é f a 50mm. Queremos fotografar um objeto de altura h 480mm. a) Utilizando a câmera analógica, calcule a distância D entre a lente e o filme, e a distância L entre a lente e o objeto a ser fotografado, de forma que a imagem ocupe a altura máxima do filme e esteja em foco. b) Utilizando agora a câmera digital, calcule a distância D' entre a lente e o sensor e a distância focal da lente f d, de forma que o mesmo objeto, situado à mesma distância L do caso analógico, esteja em foco e ocupe a altura máxima do sensor. 3. (Uerj 2011) Um homem arrasta uma cadeira sobre um piso plano, percorrendo em linha reta uma distância de 1 m. Durante todo o percurso, a força que ele exerce sobre a cadeira possui intensidade igual a 4 N e direção de 60 em relação ao piso. O gráfico que melhor representa o trabalho T, realizado por essa força ao longo de todo o deslocamento d, está indicado em: a) b) c)

2 d) 4. (Pucrj 2010) O Cristo Redentor, localizado no Corcovado, encontra-se a 710 m do nível no mar e pesa ton. Considerando-se g = 10 m/s 2, é correto afirmar que o trabalho total realizado para levar todo o material que compõe a estátua até o topo do Corcovado foi de, no mínimo: a) kj b) kj c) kj d) kj e) kj 5. (Uerj 2010) Os esquemas a seguir mostram quatro rampas AB, de mesma altura AC e perfis distintos, fixadas em mesas idênticas, nas quais uma pequena pedra é abandonada, do ponto A, a partir do repouso. Após deslizar sem atrito pelas rampas I, II, III e IV, a pedra toca o solo, pela primeira vez, a uma distância do ponto B respectivamente igual a d I, d II, d III e d IV. A relação entre essas distâncias está indicada na seguinte alternativa: a) d I > d II = d III > d IV b) d III > d II > d IV > d I c) d II > d IV = d I > d III d) d I = d II = d III = d IV 6. (Unirio 2009) Um megaton de TNT (Trinitrotolueno), que é um explosivo, equivale a 4,2 x J. Admita que o asteroide Apophis que, segundo cálculos confiáveis da NASA, passará próximo à Terra por volta do ano de 2040, sofresse um desvio em sua trajetória e viesse a se chocar com o nosso planeta.

3 Considerando que sua massa é de aproximadamente 3 x kg e que sua velocidade de impacto, suposta constante, seja de 12 km/s, a quantidade de energia que seria liberada durante o choque, em megatons de TNT, é, aproximadamente, igual a: a) 514 b) 857 c) 1029 d) 1080 e) (Puc-rio 2008) Durante o momento do saque, em uma partida de voleibol, a velocidade da bola é alterada de zero até 20,00 m/s. A mão do jogador, durante o saque, permaneceu em contato com a bola por 0,02 s. Considerando a aceleração constante, e que a bola nesse intervalo se movimenta horizontalmente, determine o deslocamento da bola durante o período em que a mão do jogador esteve em contato com ela. a) 0,10 m b) 0,20 m c) 0,30 m d) 0,40 m e) 0,50 m 8. (Puc-rio 2007) Sabendo que um corredor cibernético de 80 kg, partindo do repouso, realiza a prova de 200 m em 20 s mantendo uma aceleração constante de a = 1,0 m/s 2, pode-se afirmar que a energia cinética atingida pelo corredor no final dos 200 m, em joules, é: a) b) c) d) e) (Puc-rio 2006) Determine a massa de um avião viajando a 720km/h, a uma altura de m do solo, cuja energia mecânica total é de 70, J. Considere a energia potencial gravitacional como zero no solo. a) 1000 kg. b) 1400 kg. c) 2800 kg. d) 5000 kg e) kg. 10. (Ufrrj 2006) Um trenó de massa 50 kg desliza em uma rampa, partindo de uma altura de 5 m em relação à parte plana mostrada na figura. Ele chega à base da rampa com velocidade de 6 m/s. a) Qual o trabalho realizado pelo atrito? b) Com que velocidade ele deveria partir da base para atingir o topo da rampa?

4 11. (Uerj 2005) Um veículo consumiu 63,0 L de gás natural para percorrer uma distância de 225 km. A queima de 28,0 L de gás natural libera 1, J de energia. A energia consumida, em joules, por quilômetro, foi igual a: a) 5, b) 4, c) 1, d) 2, (Uff 2005) O salto com vara é, sem dúvida, uma das disciplinas mais exigentes do atletismo. Em um único salto, o atleta executa cerca de 23 movimentos em menos de 2 segundos. Na última Olimpíada de Atenas a atleta russa, Svetlana Feofanova, bateu o recorde feminino, saltando 4,88 m. A figura a seguir representa um atleta durante um salto com vara, em três instantes distintos. Assinale a opção que melhor identifica os tipos de energia envolvidos em cada uma das situações I, II, e III, respectivamente. a) - cinética - cinética e gravitacional - cinética e gravitacional b) - cinética e elástica - cinética, gravitacional e elástica - cinética e gravitacional c) - cinética - cinética, gravitacional e elástica - cinética e gravitacional d) - cinética e elástica - cinética e elástica - gravitacional e) - cinética e elástica - cinética e gravitacional - gravitacional 13. (Uff 2005) Um objeto luminoso de 2,0 cm de altura se encontra a uma distância de 60 cm de uma lente convergente. A lente forma uma imagem, perfeitamente focalizada e com o mesmo tamanho do objeto, sobre uma tela situada a uma distância desconhecida. a) Com o auxílio do traçado de pelo menos dois raios luminosos provenientes do objeto, no esquema a seguir, esboce sua imagem e descreva a natureza (real ou virtual) e a orientação (direita ou invertida) da imagem. b) Determine a distância focal da lente e a distância que ela se encontra da tela. c) Suponha que um objeto opaco cubra a metade superior da lente. Que alterações ocorrerão no tamanho e na luminosidade da imagem formada na tela? (aumento, diminuição, ou

5 nenhuma alteração) 14. (Uerj 2004) Suponha que o coração, em regime de baixa atividade física, consiga bombear 200 g de sangue, fazendo com que essa massa de sangue adquira uma velocidade de 0,3 m/s e que, com o aumento da atividade física, a mesma quantidade de sangue atinja uma velocidade de 0,6 m/s. O trabalho realizado pelo coração, decorrente desse aumento de atividade física, em joules, corresponde ao produto de 2,7 por: a) 10-2 b) 10-1 c) 10 1 d) (Uerj 2004) Em uma alusão ao episódio em que Arquimedes teria usado uma lente para queimar as velas de navios utilizando a luz solar, o cartunista Mauricio de Sousa fez a seguinte tirinha: (RAMALHO Jr., F. et alii. Os Fundamentos da Física. São Paulo: Moderna, 1979.) Sabendo que essa lente está imersa no ar, pode-se afirmar que ela é do tipo: a) plana b) côncava c) biconvexa d) côncavo-convexa 16. (Puc-rio 2004) Um objeto é colocado a uma distância de 12cm de uma lente delgada convergente, de 8cm de distância focal. A distância, em centímetros, da imagem formada em relação à lente é: a) 24 b) 20 c) 12 d) 8 e) (Uerj 2003) No filme O Nome da Rosa há uma cena em que o personagem principal, o frade-detetive, se perde de seu discípulo no ponto A de um labirinto de escadas. Considere que, em um certo instante, o frade esteja em um ponto B, situado alguns metros abaixo do ponto A, para onde deseja retornar. Existem quatro escadas, E 1, E 2, E 3 e E 4, todas diferentes entre si, que ligam os pontos A e B. O total de degraus de cada escada é, respectivamente, n 1 =20, n 2 =25, n 3 =40 e n 4 =55.

6 Pode-se afirmar que os trabalho τ i, realizados pela força peso do frade ao ir de B até A, satisfazem a seguinte relação: a) τ 1 < τ 2 < τ 3 < τ 4 b) τ 1 > τ 2 > τ 3 > τ 4 c) τ 1 = τ 2 = τ 3 = τ 4 d) τ 1 = τ 2 < τ 3 < τ (Ufrrj 2003) Um pequeno veleiro, de massa total equivalente a 700 kg, possui, no seu diário de bordo do dia 10 de fevereiro, a seguinte tabela: A variação de energia cinética do veleiro, no referido intervalo de tempo, em joule foi de a) 6562,5. b) 6570,5. c) 6370,5. d) 6507,5. e) 6053, (Puc-rio 2002) Suponha que você tenha que subir, sem deslizar, uma ladeira muito íngreme de comprimento L=30 metros. Se você subir em zig-zag, em um recurso de comprimento total igual a 60 metros, a energia total que você vai dispender, em relação à energia dispendida no caminho reto, a) é duas vezes maior. b) é a metade. c) é igual. d) depende da massa. e) depende da ladeira. 20. (Unirio 2002) Solta-se uma bola de borracha, cuja massa é de 0,5 kg, de uma altura de 1,0 m. Se a energia total da bola reduz-se em 70% a cada colisão com o chão, qual a altura máxima que essa bola alcançará após a segunda colisão? a) 0,21m b) 0,09m

7 c) 0,45m d) 0,035m e) 0,0015m 21. (Puc-rio 2001) Durante a Olimpíada 2000, em Sidney, um atleta de salto em altura, de 60kg, atingiu a altura máxima de 2,10m, aterrizando a 3m do seu ponto inicial. Qual o trabalho realizado pelo peso durante a sua descida? (g=10m/s 2 ) a) 1800 J b) 1260 J c) 300 J d) 180 J e) 21 J 22. (Uerj 2001) Na brincadeira conhecida como cabo-de-guerra, dois grupos de palhaços utilizam uma corda ideal que apresenta um nó no seu ponto mediano. O gráfico a seguir mostra a variação da intensidade da resultante F das forças aplicadas sobre o nó, em função da sua posição x. Considere que a força resultante e o deslocamento sejam paralelos. Determine o trabalho realizado por F no deslocamento entre 2,0 e 9,0m. 23. (Uff 1999) Um operador cinematográfico deve saber selecionar a lente de projeção adequada para que a tela fique totalmente preenchida com a imagem do filme. A largura de um quadro na fita de um filme de longa metragem é 35 mm. Para um cinema em que a tela tem 10,5m de largura e está a 30 m da lente da máquina de projeção, determine: a) a ampliação necessária para que a tela seja totalmente utilizada; b) a distância entre a fita e a lente para que a ampliação necessária seja obtida; c) a distância focal da lente. 24. (Ufrj 1998) Uma vela é colocada a 50cm de uma lente, perpendicular a seu eixo principal. A imagem obtida é invertida e do mesmo tamanho da vela. a) Determine se a lente é convergente ou divergente. Justifique sua resposta. b) Calcule a distância focal da lente. 25. (Cesgranrio 1995) Em uma aula sobre Óptica, um professor, usando uma das lentes de seus óculos (de grau + 1,0 di), projeta, sobre uma folha de papel colada ao quadro de giz, a imagem da janela que fica no fundo da sala (na parede oposta à do quadro). Para isso, ele coloca a lente a 1,20 m da folha. Com base nesses dados, é correto afirmar que a distância entre a janela e o quadro de giz vale:

8 a) 2,4 m b) 4,8 m c) 6,0 m d) 7,2 m e) 8,0 m