FÍSICA. Movimento Circular Uniforme (MCU)

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1 FÍSICA Prof. Bruno Movimento Circular Uniforme (MCU) 1. Um ciclista percorre uma pista circular de raio igual a 0 m, fazendo um quarto de volta a cada 5,0 s. Para esse movimento, a frequência em Hz e a velocidade angular em rad/s são, respectivamente, a) 0,05 e π/5 c) 0,5 e π /5 e) 4,0 e π /10 b) 0,05 e π /10 d) 4,0 e π /5. Uma roda-gigante de raio 5m e frequência 0,4Hz está em MCU. Calcule a velocidade de um garoto nela sentada. Considere π = 3 3. Na modalidade de arremesso de martelo, o atleta gira o corpo juntamente com o martelo antes de arremessálo. Em um treino, um atleta girou quatro vezes em três segundos para efetuar um arremesso. Sabendo que o comprimento do braço do atleta é de 80 cm, desprezando o tamanho do martelo e admitindo que esse martelo descreve um movimento circular antes de ser arremessado, é correto afirmar que a velocidade com que o martelo é arremessado é de a),8 m/s b) 3,0 m/s c) 5,0 m/s d) 6,4 m/s e) 7,0 m/s 4. (Unicamp 014) As máquinas cortadeiras e colheitadeiras de cana-deaçúcar podem substituir dezenas de trabalhadores rurais, o que pode alterar de forma significativa a relação de trabalho nas lavouras de cana-de-açúcar. A pá cortadeira da máquina ilustrada na figura abaixo gira em movimento circular uniforme a uma frequência de 300 rpm. A velocidade de um ponto extremo P da pá vale (Considere π 3. ) a) m/s. b) 15 m/s. c) 18 m/s. d) 60 m/s. 5. (UFRGS 013) A figura apresenta esquematicamente o sistema de transmissão de uma bicicleta convencional. Na bicicleta, a coroa A conecta-se à catraca B através da correia P. Por sua vez, B é ligada à roda traseira R, girando com ela quando o ciclista está pedalando. Nesta situação, supondo que a bicicleta se move sem deslizar, as magnitudes das velocidades angulares, ωa, ωb e ω R, são tais que a) ω A ω B ω R. c) ω A ω B ω R. e) ω A ω B ω R. b) ω A ω B ω R. d) ω A ω B ω R. 6. (Uern 013) Uma roda d água de raio 0,5 m efetua 4 voltas a cada 0 segundos. A velocidade linear dessa roda é (Considere: π 3 ) a) 0,6 m/s. b) 0,8 m/s. c) 1,0 m/s. d) 1, m/s _FÍSICA_BRUNO_MCU E QUEDA LIVRE_1ª SÉRIE_0-05.DOCX

2 7. (Uespi 01) A engrenagem da figura a seguir é parte do motor de um automóvel. Os discos 1 e, de diâmetros 40 cm e 60 cm, respectivamente, são conectados por uma correia inextensível e giram em movimento circular uniforme. Se a correia não desliza sobre os discos, a razão ω1/ ω entre as velocidades angulares dos discos vale a) 1/3 d) 3/ b) /3 e) 3 c) 1 8. (Ufpr 01) Um ciclista movimenta-se com sua bicicleta em linha reta a uma velocidade constante de 18 km/h. O pneu, devidamente montado na roda, possui diâmetro igual a 70 cm. No centro da roda traseira, presa ao eixo, há uma roda dentada de diâmetro 7,0 cm. Junto ao pedal e preso ao seu eixo há outra roda dentada de diâmetro 0 cm. As duas rodas dentadas estão unidas por uma corrente, conforme mostra a figura. Não há deslizamento entre a corrente e as rodas dentadas. Supondo que o ciclista imprima aos pedais um movimento circular uniforme, assinale a alternativa correta para o= número de voltas por minuto que ele impõe aos pedais durante esse movimento. Nesta questão, considere 3. a) 0,5 rpm. b),50 rpm. c) 5,00 rpm. d) 5,0 rpm. e) 50,0 rpm. 9. (Ufpb 01) Em uma bicicleta, a transmissão do movimento das pedaladas se faz através de uma corrente, acoplando um disco dentado dianteiro (coroa) a um disco dentado traseiro (catraca), sem que haja deslizamento entre a corrente e os discos. A catraca, por sua vez, é acoplada à roda traseira de modo que as velocidades angulares da catraca e da roda sejam as mesmas (ver a seguir figura representativa de uma bicicleta). Em uma corrida de bicicleta, o ciclista desloca-se com velocidade escalar constante, mantendo um ritmo estável de pedaladas, capaz de imprimir no disco dianteiro uma velocidade angular de 4 rad/s, para uma configuração em que o raio da coroa é 4R, o raio da catraca é R e o raio da roda é 0,5 m. Com base no exposto, conclui-se que a velocidade escalar do ciclista é a) m/s b) 4 m/s c) 8 m/s d) 1 m/s e) 16 m/s 10. (Ufpb 011) Na modalidade de arremesso de martelo, o atleta gira o corpo juntamente com o martelo antes de arremessá-lo. Em um treino, um atleta girou quatro vezes em três segundos para efetuar um arremesso. Sabendo que o comprimento do braço do atleta é de 80 cm, desprezando o tamanho do martelo e admitindo que esse martelo descreve um movimento circular antes de ser arremessado, é correto afirmar que a velocidade com que o martelo é arremessado é de a),8 m/s b) 3,0 m/s c) 5,0 m/s d) 6,4 m/s e) 7,0 m/s 11. (Pucrs 010) O acoplamento de engrenagens por correia C, como o que é encontrado nas bicicletas, pode ser esquematicamente representado por: Considerando-se que a correia em movimento não deslize em relação às rodas A e B, enquanto elas giram, é correto afirmar que a) a velocidade angular das duas rodas é a mesma. b) o módulo da aceleração centrípeta dos pontos periféricos de ambas as rodas tem o mesmo valor. c) a frequência do movimento de cada polia é inversamente proporcional ao seu raio. d) as duas rodas executam o mesmo número de voltas no mesmo intervalo de tempo. e) o módulo da velocidade dos pontos periféricos das rodas é diferente do módulo da velocidade da correia.

3 1. (Ufpe 1996) Qual o período, em segundos, do movimento de um disco que gira 0 rotações por minuto? 13. (G1 1996) Um disco executa 40 voltas por minuto. Qual a frequência deste movimento em Hz? 14. (G1 1996) A frequência de rotação de uma engrenagem é de 5 Hz. Qual o período de rotação dessa engrenagem? 15. (G1 1996) Um disco gira ao redor de seu eixo central, realizando, assim, um movimento de rotação. O disco completa uma volta a cada 4,0 s. Qual a frequência desse movimento de rotação, em r.p.m.? 16. Uma roda-gigante de raio 5m e frequência 0,4Hz está em MCU. Para esse movimento, considere π = 3 e determine: a) O período (T) em segundos. b) A velocidade angular ( ), em rad/s. c) A velocidade linear (v), em m/s. d) A aceleração centrípeta ( ), em m/s². GABARITO 1. B. 1 m/s 3. D 4. C 5. A 6. A 7. D 8. E 9. C 10. C 11. C 1. 3 s Hz 14. 0, s RPM 16. a),5 s b),4 rad/s c) 1 m/s d) 8,8 m/s² MOVIMENTO VERTICAL Formulário: 1. (G1 - ifsp 01) Quando estava no alto de sua escada, Arlindo deixou cair seu capacete, a partir do repouso. Considere que, em seu movimento de queda, o capacete tenha demorado segundos para tocar o solo horizontal. Supondo desprezível a resistência do ar e adotando g = 10 m/s, a altura h de onde o capacete caiu e a velocidade com que ele chegou ao solo valem, respectivamente, a) 0 m e 0 m/s. b) 0 m e 10 m/s. c) 0 m e 5 m/s. d) 10 m e 0 m/s. e) 10 m e 5 m/s _FÍSICA_BRUNO_MCU E QUEDA LIVRE_1ª SÉRIE_0-05.DOCX

4 . (G1 - cps 01) O café é consumido há séculos por vários povos não apenas como bebida, mas também como alimento. Descoberto na Etiópia, o café foi levado para a Península Arábica e dali para a Europa, chegando ao Brasil posteriormente. (Revista de História da Biblioteca Nacional, junho de 010. Adaptado) No Brasil, algumas fazendas mantêm antigas técnicas para a colheita de café. Uma delas é a de separação do grão e da palha que são depositados em uma peneira e lançados para cima. Diferentemente da palha, que é levada pelo ar, os grãos, devido à sua massa e forma, atravessam o ar sem impedimentos alcançando uma altura máxima e voltando à peneira. Um grão de café, após ter parado de subir, inicia uma queda que demora 0,3 s, chegando à peneira com velocidade de intensidade, em m/s, Dado: Aceleração da gravidade: g 10 m s. a) 1. b) 3. c) 9. d) 10. e) (G1 - cps 01) A cidade de Pisa, na Itália, teria sido palco de uma experiência, hoje considerada fictícia, de que Galileu Galilei, do alto da famosa torre inclinada, teria abandonado, no mesmo instante, duas esferas de diâmetros muito próximos: uma de madeira e outra de ferro. O experimento seria prova de que, em queda livre e sob a mesma influência causada pelo ar, corpos de a) mesmo volume possuem pesos iguais. b) maior peso caem com velocidades maiores. c) massas diferentes sofrem a mesma aceleração. d) materiais diferentes atingem o solo em tempos diferentes. e) densidades maiores estão sujeitos a forças gravitacionais menores. 4

5 4. (G1 - ifce 011) Uma esfera de dimensões desprezíveis é largada, a partir do repouso, de uma altura igual a 80 m do solo considerado horizontal e plano. Desprezando-se a resistência do ar e considerando-se a aceleração da gravidade constante e igual a 10 m / s, é correto afirmar-se que a distância percorrida pela esfera, no último segundo de queda, vale a) 0 m. b) 35 m. c) 40 m. d) 45 m. e) 55 m. 5. (G1 - cftmg 010) A altura máxima, atingida por uma pedra lançada verticalmente para cima com uma velocidade inicial v 0, em um local onde g é a aceleração da gravidade, é dada por a) g c) v v 0 b) v 0 g d) v 0 g 6. (G1 - uftpr 008) Um astronauta, na Lua, lança um objeto verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 4,0 m/s e depois de 5,0 s ele retorna a sua mão. Qual foi a altura máxima atingida pelo objeto? Dado que g = 1,6 m/s a) 0,80 m b) 5,0 m c) 0 m d) 1,0 m e) 0,8 m 7. (G1 - utfpr 007) Uma pedra inicialmente em repouso, é abandonada do alto de um edifício, situado a 0 m do solo. Sendo g = 10 m/s e desprezando as influências do ar, determine a velocidade com que a pedra chega ao solo. a) 10 m/s b) 0 m/s c) 40 m/s d) 0, m/s e) 00 m/s 8. Uma pedra, deixada cair do alto de um edifício, leva 4,0 s para atingir o solo. Desprezando a resistência do ar e considerando g = 10 m/s, escolha a opção que indica a altura do edifício em metros. a) 0 c) 80 e) 160 b) 40 d) Um gato consegue sair ileso de muitas quedas. Suponha que um gato seja abandonado de uma determinada altura e a maior velocidade com a qual ele possa atingir o solo sem se machucar seja de 8 m/s. Então, desprezando a resistência do ar, calcule a altura máxima de queda, para que o gato não sofra nada. 10. Uma bola é lançada verticalmente para cima. Podemos dizer que no ponto mais alto de sua trajetória: a) a velocidade da bola é máxima, e a aceleração da bola é vertical e para baixo. b) a velocidade da bola é máxima, e a aceleração da bola é vertical e para cima. c) a velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é nula. d) a velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é vertical e para baixo e) a velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é vertical e para cima. 1. A. B 3. C 4. B 5. B 6. B 7. B 8. C 9. 3, m 10. D GABARITO 5 016_FÍSICA_BRUNO_MCU E QUEDA LIVRE_1ª SÉRIE_0-05.DOCX