MECÂNICA E MODERNA - ALUNO Prof.: Rhafael Roger

Transcrição

1 MECÂNICA 01. (COVEST 2011) O gráfico a seguir ostra a posição de ua partícula, que se ove ao longo do eio, e função do tepo. Calcule a velocidade édia da partícula no intervalo entre t = 2 s e t = 8 s, e /s. 02. (COVEST 2006) Ua partícula, que se ove e linha reta, está sujeita à aceleração a(t), cuja variação co o tepo é ostrada no gráfico abaio. Sabendo-se que no instante t = 0 a partícula está e repouso, calcule a sua velocidade no instante t = 8,0 s, e /s. De acordo co as inforações e a figura acia, analise as afirativas abaio. I. O oviento no eio X é unifore, e o ódulo da velocidade inicial V 0 é igual a 10 /s. II. No ponto C, o ódulo da velocidade da partícula é igual a 6 /s. III. O oviento no eio Y é uniforeente variado, e o ódulo da velocidade do projétil, ao atingir o ponto E, é enor do que o ódulo da velocidade de lançaento no ponto A. IV. E u ponto qualquer da trajetória entre A e E, o vetor velocidade terá ódulo ínio igual a 6 /s e áio igual a 8 /s. É CORRETO afirar que: A) todos os itens estão corretos. B) apenas os itens I e III estão corretos. C) apenas os itens II e IV estão corretos. D) os itens III e IV estão incorretos. E) os itens I e II estão incorretos. 05. (COVEST 2011) Ua bicicleta possui duas catracas, ua de raio 6,0 c, e outra de raio 4,5 c. U ciclista ove-se co velocidade unifore de 12 k/h usando a catraca de 6,0 c. Co o objetivo de auentar a sua velocidade, o ciclista uda para a catraca de 4,5 c antendo a esa velocidade angular dos pedais. Deterine a velocidade final da bicicleta, e k/h. 03. (COVEST 1992) Ua pessoa quer atravessar u rio cuja largura é 60, nadando a ua velocidade V A e relação à água, constante e igual a 1,5 /s orientada perpendicularente à arge do rio, confore indicado na figura. Por causa da correnteza do rio, cuja velocidade é V r = 0,6 /s paralelo às argens, a pessoa chegará à outra arge no ponto C, e vez de no ponto B eataente oposto de A. Qual a distância d BC, e etros, que separa o ponto B do ponto C? 04. (UPE - SERIADO) U projétil é lançado e certa direção, partindo do ponto A co velocidade inicial de ódulo V 0, forando co a horizontal u ângulo de tiro igual a, cujas coponentes vertical e horizontal são iguais, respectivaente, a 8 /s e 6 /s. O projétil descreve ua trajetória parabólica e atinge o solo no ponto E. Despreze a resistência do ar. Dado: g = 10 /s (UPE 2009) A ecânica clássica, tabé conhecida coo ecânica newtoniana, fundaenta-se e princípios que pode ser sintetizados e u conjunto de três afirações conhecidas coo as leis de Newton do oviento. Pode-se afirar que: 0 0 se o otor de ua espaçonave que se ove no espaço sideral suficienteente afastada de qualquer influência gravitacional deiar de funcionar, a espaçonave diinui sua velocidade e fica e repouso. 1 1 as forças de ação e reação age e corpos diferentes. 2 2 assa é a propriedade de u corpo que deterina a sua resistência a ua udança de oviento. 3 3 se u corpo está se dirigindo para o norte, podeos concluir que pode eistir várias forças sobre o objeto, as a aior deve estar direcionada para o norte. 4 4 se a resultante das forças que atua sobre u corpo é nula, pode-se concluir que este se encontra e repouso ou e oviento retilíneo unifore. 1

2 07. (UPE 2010) De acordo co a figura a seguir, ua força de intensidade 20 N é aplicada sobre u bloco de assa 4 kg. O coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície é µ c = 0,3, e a velocidade inicial do bloco é de 1 /s. Dado: g = 10 /s 2. atrito na roldana e as assas da corda e da roldana são desprezíveis. Nessas condições, a potência desenvolvida pela força F aplicada ao bloco pelo cabo vale e kw: Pode-se afirar que: 0 0 a força resultante que atua no bloco é de 16 N. 1 1 a intensidade da força de atrito é de 12 N. 2 2 a aceleração do bloco é de 2 /s após percorrer 12, a velocidade do bloco é de 7 /s. 4 4 após percorrer 12, sendo retirada a força de 20 N, o bloco percorrerá 10, até parar. 08. (COVEST 1999) Na figura abaio, não há atrito entre o bloco B e a superfície horizontal sobre a qual está apoiado. O bloco B te 20,0 kg e aceleração constante de 2,0 /s 2 para a direita. O bloco A está e repouso, preso a ua parede por ua ola de constante elástica k = 200 N/. A ola está alongada e 1,0 c, devido ao atrito cinético entre os blocos A e B. Calcule o ódulo da força horizontal F, e newtons, que pua o bloco B para a direita. A) 30 B) 40 C) 50 D) 70 E) (COVEST 2007) Ua bolinha de assa = 200 g é largada do repouso de ua altura h, acia de constante elástica k = 1240 N/ que está fiada no piso (ver figura). Ela colide co a ola copriindo-a por = 10 c. Calcule, e etros, a altura inicial h. Despreze a resistência do ar. 09. (UPE 2010) Considere a assa do Sol M S = kg, a assa da Terra M T = kg, a distância Terra-Sol (centro a centro) aproiadaente d TS = e a constante de gravitação universal G = 6, N 2 kg -2. A orde de grandeza da força de atração gravitacional entre o Sol e a Terra vale e N: A) B) C) D) E) (COVEST 2011) U bloco de assa 2 kg desliza, a partir do repouso, por ua distância d = 3, sob a ação de ua força de ódulo F = 10 N (ver figura). No final do percurso, a velocidade do bloco é v = 3 /s. Calcule o ódulo da energia dissipada no percurso, e joules. 13. (UPE 2007) Na figura, u bloco de assa desliza de encontro a ua ola de constante elástica k. O bloco pára após copriir a ola de u copriento. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso é μ. Enquanto o bloco está e contato co a ola e sendo levado ao repouso, qual é a velocidade do bloco iediataente antes de ele atingir a ola? A) v (2 g k) B) v 2 g 11. (UPE 2010) No dispositivo representado na figura abaio, u bloco de granito de assa 1500 kg é puado para cia e u plano inclinado, co ua velocidade constante de 2,0 /s por ua força F aplicada ao cabo. As distâncias indicadas são d 1 = 40 e d 2 = 30, e o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano inclinado é 0,50. Considere g = 10 /s 2. O 2 k C) v D) v (k 2 g) E) v (2 g k)

3 14. (UPE 2010) Ua pedra de 2,0 kg está deslizando a 5 /s da esquerda para a direita sobre ua superfície horizontal se atrito, quando é repentinaente atingida por u objeto que eerce ua grande força horizontal sobre ela, na esa direção e sentido da velocidade, por u curto intervalo de tepo. O gráfico abaio representa o ódulo dessa força e função do tepo. 1 1 Após a colisão, a esfera A peranece e repouso. 2 2 A velocidade da esfera A no ponto ais baio da trajetória, iediataente antes de colidir co a esfera B, é de 5 /s. 3 3 Não é possível calcular o valor da velocidade da esfera A, no instante e que colidiu co a esfera B, porque não houve conservação da energia ecânica durante seu oviento de descida e, tabé, porque não conheceos suas assas. 4 4 Iediataente após a colisão, a esfera B se afasta da esfera A co velocidade igual a 5 /s. 17. (COVEST 2010) Ua chapa etálica de densidade de assa unifore é cortada de acordo co a fora ostrada na figura. Deterine a coordenada do seu centro de assa, ao longo da direção vertical, e centíetros. Iediataente após a força cessar, o ódulo da velocidade da pedra vale e /s: A) 4 B) 5 C) 7 D) 9 E) (COVEST 2004) 18. (COVEST 2007) A figura ostra ua corda que passa por ua polia ideal, tendo ua de suas etreidades presa ao bloco de assa M, e a outra presa na etreidade B de ua viga unifore. Considerando que a viga, de copriento L e assa igual a 50 kg, é antida e equilíbrio na horizontal co o auílio do apoio e A, deterine a assa do bloco, e kg. A L B 30 o 16. (UPE 2008) Na figura abaio, pode se observar duas esferas A e B, de esa assa, presas a fios inetensíveis, de assas desprezíveis e de eso copriento L = 1,25. Inicialente, as esferas encontra-se e repouso e antidas nas posições indicadas. Ao ser abandonada, a esfera A desce, colidindo, de fora frontal e perfeitaente elástica, co a esfera B. Considerando-se a resistência do ar desprezível, analise as afirativas e conclua. 0 0 Após a colisão, a esfera A volta co velocidade de 5 /s, invertendo o sentido do seu oviento. 3 M 18. (UPE 2010) U bloco no ar pesa 80 N e na água pesa 60 N. Despreze o epuo do ar e considere a densidade da água 1, kg/ 3 e a aceleração da gravidade local igual a 10 /s 2. Pode-se afirar que 0 0 a assa do bloco vale 8kg. 1 1 quando o bloco está suberso, o epuo sofrido por este é de 60 N. 2 2 o volue do bloco é de a densidade do bloco é de 4, kg/ o peso aparente do bloco é de 60 N. 19. (UPE 2006) U tubo e U está aberto nas duas etreidades e parcialente cheio d água (densidade = kg/ 3 ). Nu dos braços, derraa-se querosene (densidade = 0,82 10³ kg/³), forando-se ua coluna de 6,0c de altura. Qual a diferença (h) da altura dos dois níveis de líquido e cada rao do tubo?

4 FÍSICA MODERNA 23. (UPE 2009) U tre de copriento igual a 100 viaja a ua velocidade de 0,8 c, onde c é a velocidade da luz, quando atravessa u túnel de copriento igual a 70. Quando visto por u observador parado ao lado dos trilhos, é CORRETO afirar que o tre: A) não chega a ficar totalente dentro do túnel, restando u espaço de 12 fora do túnel. B) fica totalente dentro do túnel e sobra u espaço de 10. C) fica totalente dentro do túnel e sobra u espaço de 15. D) não chega a ficar totalente dentro do túnel, restando u espaço de 5 fora do túnel. E) fica totalente dentro do túnel e não resta nenhu espaço. A) 6,00 c. B) 4,92 c. C) 1,08 c. D) 10,92 c. E) 7,08 c. 20. (COVEST 1999) Ua piscina, co 2,0 de profundidade, te u piso plano e horizontal revestido co azulejos. Cada azulejo te ua área de 200 c 2. Quando a piscina está cheia de água, a força vertical para baio, sobre cada azulejo do piso, vale: (Considere P ATM = Pa) A) 1, N B) 1, N C) 2, N D) 2, N E) 2, N 21. (COVEST 2007) Ua f orça vertical de intensidade F, atuando sobre o êbolo enor de ua prensa hidráulica, anté elevado u peso P = 400 N, coo ostra a figura. Sabendo que a área do êbolo aior é 8 vezes a área do êbolo enor, deterine o valor de F, e newtons. 22. (COVEST 2000) U funil te ua área de saída quatro vezes enor que a área de entrada, coo indica a figura. U fluido e seu interior escoa de odo que seu nível abaia co velocidade constante. Se este nível diinui de ua altura h=9,0c, nu intervalo de tepo de 3,0s, deterine, e c/s, a velocidade co que o fluido abandona o funil na saída. 24. (UPE 2008) De acordo co a relatividade restrita desenvolvida por Albert Einstein e outros, analise as afirativas e conclua. 0 0 Todas as leis da física são as esas e todos os sisteas de referência inerciais. 1 1 Eventos siultâneos para u observador são obrigatoriaente siultâneos para outro observador que se encontra e oviento e relação ao prieiro. 2 2 O oviento absoluto pode ser obtido através da contração das distâncias. 3 3 A velocidade da luz no vácuo te o eso valor e todos os referenciais inerciais, independente da velocidade do observador ou da velocidade da fonte eitindo luz. 4 4 Coprientos de corpos e oviento são edidos coo ais curtos na direção do oviento. 25. (UPE 2009) Ua caneta laser te potência de 3,0 W e eite ua radiação de copriento de onda 6, Considerando a velocidade da luz no ar c = 3, /s e a constante de Planck h = 6, J.s, o núero de fótons por segundo eitidos por essa caneta vale: A) 10-9 B) C) D) E) (COVEST 2007) E ua eperiência de efeito fotoelétrico co ua placa etálica, fora deterinados os potenciais de corte e função da freqüência da luz incidente, coo ostrado no gráfico abaio. A partir do gráfico, deterine o potencial de superfície (tabé chaado de função trabalho) do etal, e unidades de J. 4

5 27. (COVEST 2010) Quando u feie de luz de copriento de onda 4, (Efóton = 3,0 ev) incide sobre a superfície de u etal, os fotoelétrons ais energéticos tê energia cinética igual a 2,0 ev. Suponha que o copriento de onda dos fótons incidentes seja reduzido à etade. Qual será a energia cinética áia dos fotoelétrons, e ev? 28. (COVEST/2005 F-1) O diagraa abaio representa os 4 níveis de enor energia do átoo de hidrogênio calculados usando o odelo de Bohr. Calcule a energia ínia, e ev, que pode ser absorvida pelo átoo quando ele estiver no estado fundaental. 30. (PROVÃO 2002) A dualidade onda-partícula para a luz perite afirar que a: (A) luz é a soa de ua partícula e ua onda. (B)) interpretação ondulatória se aplica a alguns fenôenos, enquanto a interpretação corpuscular a outros. (C) interpretação ondulatória é incopatível co a interpretação corpuscular. (D) luz é coposta de partículas superpostas e ondas. (E) luz é ua partícula que se propaga ao longo de ua onda. 31. Iagine u jogo de bola nu universo cuja constante de Planck fosse 0,60 J s. Qual seria a incerteza na posição de ua bola de 0,50 kg que estivesse e oviento a 20 /s, co ua incerteza de 1,0 /s? 29. (UPE 2008) Considere u elétron e oviento de acordo co as alternativas a seguir. Analise as afirativas e conclua. 0 0 Na alternativa (a), o copriento de onda de de Broglie diinui co o tepo. 1 1 Na alternativa (b), o copriento de onda de de Broglie auenta co o tepo. 2 2 Na alternativa (c), o copriento de onda de de Broglie diinui co o tepo. 3 3 Na alternativa (d), o copriento de onda de de Broglie auenta co o tepo. 4 4 Nas alternativas (c) e (d), o copriento de onda de de Broglie peranece constante. 5