Resposta: Interbits SuperPro Web

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1 1. (G1 - cftmg 017) As afirmativas a seguir estão relacionadas com movimentos que presenciamos no dia a dia. Analise cada uma delas e marque (V) para verdadeiro ou (F) para falso. ( ) O movimento de queda livre tem a sua causa no princípio da inércia. ( ) Dois objetos de massas diferentes caem, no vácuo, com a mesma aceleração. ( ) Devido a inércia, um objeto que estava solto na carroceria de um caminhão é lançado para a frente durante a frenagem em um movimento retilíneo. A sequência correta é a) V, F, F. b) V, V, F. c) F, F, V. d) F, V, V. ANULADA Gabarito Oficial: [D] Gabarito SuperPro : Anulada (Sem resposta) [F] O movimento de queda livre tem a sua causa no princípio fundamental da dinâmica, pois é um movimento dotado de aceleração não nula. [V] Dois objetos de massas diferentes caem, no vácuo, com a mesma aceleração, que é a aceleração da gravidade. [F] Embora o gabarito oficial dê como correta essa afirmativa, ela contém um erro grave, destacado a seguir. Devido a inércia, um objeto que estava solto na carroceria de um caminhão é lançado para a frente durante a frenagem em um movimento retilíneo. A expressão é lançado para a frente pressupõe a atuação de uma força, o que não ocorre. A afirmativa correta é: Devido a inércia, um objeto que estava solto na carroceria de um caminhão continua se deslocando com a mesma velocidade durante a frenagem em um movimento retilíneo.. (Uemg 017) Uma pessoa arrasta uma caixa sobre uma superfície sem atrito de duas maneiras distintas, conforme mostram as figuras (a) e (b). Nas duas situações, o módulo da força exercida pela pessoa é igual e se mantém constante ao longo de um mesmo deslocamento. Página 1 de 33

2 Considerando a força F é correto afirmar que a) o trabalho realizado em (a) é igual ao trabalho realizado em (b). b) o trabalho realizado em (a) é maior do que o trabalho realizado em (b). c) o trabalho realizado em (a) é menor do que o trabalho realizado em (b). d) não se pode comparar os trabalhos, porque não se conhece o valor da força. [C] Como o trabalho realizado na situação envolve translação na horizontal, sendo o deslocamento igual em ambos os casos, terá maior trabalho realizado a situação que envolver a maior força na direção horizontal. Como os módulos das forças são iguais nos dois casos, a primeira situação, caso (a), tem uma redução da força na direção do deslocamento (horizontal) por ser uma força inclinada, realizando menor trabalho no trecho. No caso (b) temos o maior trabalho realizado, pois a força é aplicada na mesma direção do deslocamento. 3. (G1 - ifsp 017) Sobre as propriedades da matéria, correlacione as colunas. 1. Massa. ( ) É a quantidade de matéria de um corpo, geralmente expressa em quilogramas.. Inércia. ( ) Propriedade que afirma que em um mesmo instante dois corpos não ocupam o mesmo local. 3. Impenetrabilidade. ( ) É a propriedade que afirma que quando um corpo é submetido a determinada pressão, tem seu volume diminuído. 4. Compressibilidade. ( ) É a propriedade referente a movimento, que afirma que a matéria tende a permanecer no estado inicial que se encontra, seja de movimento ou repouso. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. a) b) c) d) e) Página de 33

3 [E] [1] Massa - É a quantidade de matéria de um corpo, geralmente expressa em quilogramas. [3] Impenetrabilidade - Propriedade que afirma que em um mesmo instante dois corpos não ocupam o mesmo local. [4] Compressibilidade - É a propriedade que afirma que quando um corpo é submetido a determinada pressão, tem seu volume diminuído. [] Inércia - É a propriedade referente a movimento, que afirma que a matéria tende a permanecer no estado inicial que se encontra, seja de movimento ou repouso. 4. (Mackenzie 017) Na olimpíada Rio 016, nosso medalhista de ouro em salto com vara, Thiago Braz, de 75,0 kg, atingiu a altura de 6,03 m, recorde mundial, caindo a,80 m do ponto de apoio da vara. Considerando o módulo da aceleração da gravidade g= 10,0m s, o trabalho realizado pela força peso durante a descida foi aproximadamente de a),10 kj b),84 kj c) 4,5 kj d) 4,97 kj e) 5,10 kj [C] W = mgh W = ,03 W = 4.5,5 4,5 kj 5. (Pucrj 017) Um sistema de dois blocos é montado como mostrado na figura. A polia e o fio são ideais. A configuração inicial do sistema é tal que o bloco 1 está inicialmente a uma altura vertical h= 3,0m e a uma distância de d= 5,0m em relação à base da rampa. Há atrito entre o bloco 1 e a rampa, com coeficiente de atrito cinético µ = 0,5. Considere g = 10m s. Página 3 de 33

4 a) Observa-se que o bloco 1 desce. Faça os diagramas de forças que atuam nos blocos 1 e. b) Partindo do repouso, o bloco 1 desce a rampa atingindo a base com uma velocidade escalar final de,5 m s. Qual é o tempo gasto na descida? c) Tomando a energia potencial gravitacional como zero na base da rampa, que distância terá percorrido o bloco 1 tal que a energia dissipada pelo atrito seja igual a 10% da sua energia potencial inicial? d) Qual deveria ser o valor da razão m m 1 para que o bloco 1 descesse com velocidade constante? a) Observe os diagramas a seguir: b) Teremos: V V = V0 + a t Þ V = a t Þ a = t V S = S0 + V0 t+ a t Þ S = a t Þ S = t Þ t 1 S 10 S = V t Þ t = Þ t = Þ t = 4 s V,5 c) Teremos: Página 4 de 33

5 Wf = F at at dþ Wf = µ N at 1 d (i) N1 = m1 g cosθ Þ N1 = m1 g cos(4 5) (ii) (ii) em (i) Wf = µ N at 1 d Þ Wf = µ m at 1 g cos(4 5) d (iii) Wf = 0,1 E at p (iv) (iii) em (iv) 0,1 Ep = µ m1 g cos(4 5) d Þ 0,1 m1 g h = µ m1 g cos(4 5) d Þ 0,1 h = µ cos(4 5) d Þ 0,1 3 0,1 3 = 0,5 cos(4 5) d Þ d = Þ d = 1,5 m 0,5 cos(4 5) d) Bloco 1: m g senθ = T + F 1 at F = µ N Þ F = µ m g cosθ at 1 at 1 T = m g(senθ -µ cos θ) 1 Bloco : T = m g Logo, m1 g(senθ - µ cos θ) = m g m m 3 4 m = senθ -µ cosθþ = - 0,5 Þ = 0,4 m1 m1 5 5 m1 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O enunciado abaixo refere-se à(s) questão(ões) a seguir. Uma partícula de kg está inicialmente em repouso em x = 0m. Sobre ela atua uma única força F que varia com a posição x, conforme mostra a figura abaixo. 6. (Ufrgs 017) Os valores da energia cinética da partícula, em J, quando ela está em x m = e em x 4m, = são, respectivamente, a) 0 e 1. b) 0 e 6. Página 5 de 33

6 c) 6 e 0. d) 6 e 6. e) 6 e 1. [E] Sabendo que o corpo parte do repouso, então a energia cinética inicial é nula. Usando o Teorema da Energia Cinética: τ = Ec,final -Ec,inicial Þ τ = Ec,final = 0 Para x = : m 6 N Ec = τ = áreaþ Ec = \ Ec = 6J Para x = 4m: 4m 6N Ec4 = τ = áreaþ Ec4 = \ Ec4 = 1J 7. (Unioeste 017) Um bloco está em repouso sobre uma superfície horizontal. Nesta situação, atuam horizontalmente sobre o bloco uma força F 1 de módulo igual a 7N e uma força de atrito entre o bloco e a superfície (Figura a). Uma força adicional F, de módulo 3N, de mesma direção, mas em sentido contrário à F, 1 é aplicada no bloco (Figura b). Com a atuação das três forças horizontais (força de atrito, F 1 e F) e o bloco em repouso. Assinale a alternativa que apresenta CORRETAMENTE o módulo da força resultante horizontal F r sobre o bloco: a) Fr = 3N b) Fr = 0 c) Fr = 10N d) Fr = 4N e) Fr = 7N [B] Página 6 de 33

7 Como o bloco permanece em repouso, significa que a força resultante é nula, sendo que a força de atrito estático é igual em módulo à força F 1 na figura (a) e na situação da figura (b) é igual à diferença entre F 1 e F. 8. (G1 - ifsc 016) Em uma atividade experimental de física, foi proposto aos alunos que determinassem o coeficiente de atrito dinâmico ou cinético e que também fizessem uma análise das grandezas envolvidas nessa atividade. Tal atividade consistia em puxar um bloco de madeira sobre uma superfície horizontal e plana com uma força F, com velocidade constante. Sobre esta situação, é CORRETO afirmar que a) o trabalho realizado pela força F é nulo. b) o trabalho total realizado sobre o bloco é negativo. c) o trabalho realizado pela força de atrito f é nulo. d) o trabalho realizado pela força de atrito f é negativo. e) o trabalho realizado pela força F é igual à variação da energia cinética do bloco. [D] O trabalho da força de atrito é dado por: W = fδscos α, sendo α o ângulo entre a força e a velocidade. No caso, α = 180. Então: W = f ΔScos180 Þ W = -f ΔS (Trabalho negativo) 9. (Pucpr 017) Um bloco A de massa 3,0 kg está apoiado sobre uma mesa plana horizontal e preso a uma corda ideal. A corda passa por uma polia ideal e na sua extremidade final existe um gancho de massa desprezível, conforme mostra o desenho. Uma pessoa pendura, suavemente, um bloco B de massa 1,0 kg no gancho. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco A e a mesa são, respectivamente, µ e = 0,50 e µ c = 0,0. Determine a força de atrito que a mesa exerce sobre o bloco A. Adote g = 10m s. Página 7 de 33

8 a) 15 N. b) 6,0 N. c) 30 N. d) 10 N. e) 1 N. [D] De acordo com as forças que atuam nas direções de possíveis movimentos, apresentadas no diagrama de corpo livre abaixo, e utilizando o Princípio Fundamental da Dinâmica: ( ) P - T+ T- F = m + m a B a A B Considerações: - Como o sistema permanece em equilíbrio estático, a aceleração é igual a zero; - Os módulos das trações nos corpos são iguais e com sinais contrários. PB P B - T T = F a + a - F = 0 Substituindo o peso do corpo B pelo produto de sua massa pela aceleração da gravidade: Fa = mb g Substituindo os valores, temos, finalmente: Fa = 1kg 10 m s Þ Fa = 10 N 10. (Ulbra 016) Um corpo de massa 5kg move-se ao longo do eixo x e sua aceleração em função da posição é variável. Qual é o trabalho total realizado sobre esse corpo quando ele se desloca desde x = 0 até x = 10m? Página 8 de 33

9 a) 100 J b) 00 J c) 400 J d) 500 J e) J [D] O trabalho de uma força τ é dado pelo produto da força F pelo deslocamento x. τ = F x Neste caso, temos uma situação especial, pois a aceleração varia linearmente com o deslocamento do móvel. Sendo assim, a força sobre este móvel também varia de acordo com a segunda Lei de Newton, sendo o mais apropriado, neste caso, tomar a força média através da aceleração média a m : ( 0 + 0) m / s am = \ am = 10 m / s Logo, a força média F m será: Fm = m am Þ Fm = 5kg 10m/s \ Fm = 50N Finalmente, o trabalho entre o deslocamento solicitado, será: τ = Fm xþ τ = 50N 10m\ τ= 500 J 11. (Uepg 017) A figura abaixo representa um conjunto sobre o qual é exercido uma força igual a 10 N. Desprezando o atrito entre os blocos e a superfície, assinale o que for correto. Dados: g = 10m s m m A B = kg = 3kg Página 9 de 33

10 01) A aceleração dos corpos vale m s. 0) A força que B exerce em A vale 6N. 04) A força que A exerce em B vale 4N. 08) Considerando que o conjunto partiu do repouso, a equação que fornece o deslocamento do conjunto será Δ x = t = 11. [01] Verdadeira. Usando o Princípio Fundamental da Dinâmica para todo o conjunto de blocos: F- FAB + F F- FAB + FBA = ( ma + mb ) BA 10 aþ a = = \ a = m s. ma + mb + 3 [0] Verdadeira. A força de contato entre os dois blocos será analisada no corpo B: FBA = mb a Þ FBA = 3 kg m / s \ FBA = 6 N [04] Falsa. A força que A exerce em B é igual em módulo à força que B exerce em A, ou seja, 6N. [08] Verdadeira. Para o movimento uniformemente variado, a posição em função do tempo é a t t dada por: Δx = v0 t+ = 0 t+ \ Δx = t 1. (G1 - utfpr 016) Considerando a Física, a palavra TRABALHO tem um significado diferente do que estamos acostumados no nosso dia a dia. Relacionado a esta grandeza física, é correto afirmar que: a) quando um halterofilista mantém o peso parado no alto, existe a realização de trabalho. b) esta grandeza física é calculada pela razão entre a Intensidade de força (F) e a distância (d) que o objeto percorreu sob a ação da força aplicada. c) como conceito físico, pode ser entendido que realizar trabalho implica a transferência de energia de um sistema para outro. d) podemos determinar facilmente o módulo do trabalho quando a força aplicada e o deslocamento forem perpendiculares entre si. e) a unidade de medida de trabalho é N.s. ANULADA Gabarito Oficial: [C] Gabarito SuperPro : Anulada. Para haver trabalho mecânico de uma força sobre um corpo é necessário que haja deslocamento desse corpo, portanto a alternativa [A] está errada. O trabalho é o produto entre a Intensidade de força (F) projetada sobre a direção do deslocamento e a distância (d) que o objeto percorreu sob a ação da força aplicada, com isso a alternativa [B] está equivocada. Página 10 de 33

11 Por intermédio do teorema do trabalho, temos que o trabalho corresponde a uma variação de energia, implicando em transferência de energia, sendo assim, a alternativa [C] está correta. Por outro lado, temos a alternativa [D] também correta, pois quando a força aplicada sobre um corpo é normal ao deslocamento do mesmo, o trabalho é facilmente calculado porque o mesmo é nulo, ou seja, o trabalho é zero. A unidade do trabalho no S.I. é éënm ùû = éëj, ùû portanto a alternativa [E] está incorreta. A questão deveria ter sido ANULADA por possuir duas alternativas corretas. 13. (Unesp 017) Um homem sustenta uma caixa de peso N, que está apoiada em uma rampa com atrito, a fim de colocá-la em um caminhão, como mostra a figura 1. O ângulo de inclinação da rampa em relação à horizontal é igual a θ 1 e a força de sustentação aplicada pelo homem para que a caixa não deslize sobre a superfície inclinada é F, sendo aplicada à caixa paralelamente à superfície inclinada, como mostra a figura. Quando o ângulo θ 1 é tal que sen θ 1 = 0,60 e cosθ 1 = 0,80, o valor mínimo da intensidade da força F é 00 N. Se o ângulo for aumentado para um valor θ, de modo que sen θ = 0,80 e cos 0,60, θ = o valor mínimo da intensidade da força F passa a ser de a) 400 N. b) 350 N. c) 800 N. d) 70 N. e) 500 N. [E] Página 11 de 33

12 Da figura, podemos escrever: ìn= Pcosθ í îf = Psenθ - Fat Þ P(senθ - µ cos θ) Pela última equação acima, para a primeira situação, temos: F1 = P(senθ 1-µ cos θ1) 00 = 1000(0,6 - µ 0,8) Þ µ = 0,5 Sendo F' o valor da nova força mínima a ser aplicada, para a segunda situação, temos: F' = P(senθ -µ cos θ) F' = 1000(0,8-0,5 0,6) = ,5 \ F' = 500 N 14. (Uefs 016) Considere uma partícula que se desloca sobre o eixo horizontal x sob a ação de uma força horizontal que varia com a posição x da partícula, de acordo com o gráfico representado. Sabe-se que o tempo gasto pela partícula para chegar à posição x igual a 10,0 m é de 4,0 s. Com base nessas informações, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas. ( ) A partícula realiza um movimento uniforme entre as posições x = 0m e x = 4,0m. ( ) O trabalho realizado sobre a partícula entre as posições x = 4,0m e x = 6,0m é igual a 4,0 kj. ( ) A potência média necessária para a partícula se deslocar de x = 0m até x = 10,0m é igual a 4,0 kw. Página 1 de 33

13 ( ) No intervalo entre x = 6,0m e x = 10,0m, a partícula desenvolveu uma velocidade constante de módulo igual a 4,0 m s. A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a a) F V V F b) F F V V c) F V F V d) V F V V e) V V F F [A] Observação: O enunciado deveria destacar que essa força é a resultante. [F] Se a resultante é constante nesse intervalo, o movimento é uniformemente variado. [V] O trabalho (W) realizado sobre a partícula é numericamente igual à área destacada no gráfico, correspondente a esse intervalo. ( 6-4) 4 W = 1000 Þ W = J Þ W = 4,0kJ. [V] O trabalho realizado sobre a partícula de x = 0m até x = 10,0m é dado pela área destacada no gráfico. ( ) ( ) é ù W = ê - ú 1000 = J. êë úû W P m = = Þ Pm = W Þ Pm = 4 kw. Δt 4 Página 13 de 33

14 [F] Como a resultante das forças atuantes é não nula, o movimento o movimento não pode ser uniforme. 15. (G1 - cps 016) Para transportar terra adubada retirada da compostagem, um agricultor enche um carrinho de mão e o leva até o local de plantio aplicando uma força horizontal, constante e de intensidade igual a 00 N. Se durante esse transporte, a força resultante aplicada foi capaz de realizar um trabalho de J, então, a distância entre o monte de compostagem e o local de plantio foi, em metros, Lembre-se de que o trabalho realizado por uma força, durante a realização de um deslocamento, é o produto da intensidade dessa força pelo deslocamento. a) 6. b) 9. c) 1. d) 16. e) 18. [B] W = Fdcos α Þ 1800= 00dcos0 Þ 1800 d = 00 Þ d= 9m. 16. (Uema 016) CTB Lei nº de 3 de Setembro de 1997 Institui o Código de Trânsito Brasileiro - Art. 65. É obrigatório o uso do cinto de segurança para condutor e passageiros em todas as vias do território nacional, salvo em situações regulamentadas pelo CONTRAN. O uso do cinto de segurança, obrigatório por lei, remete-nos a uma das explicações da Lei da Inércia, que corresponde à a) 1ª Lei de Ohm. Página 14 de 33

15 b) ª Lei de Ohm. c) 1ª Lei de Newton. d) ª Lei de Newton. e) 3ª Lei de Newton. [C] A Lei da Inércia corresponde a 1ª Lei de Newton, que menciona que um corpo tende a manter seu estado de movimento uniforme ou estático a não se que uma força externa aja sobre o corpo, ou seja, a tendência de um corpo em movimento uniforme é continuar com esse movimento. No caso de uma colisão, o veículo para abruptamente e se os ocupantes não estiverem usando o cinto de segurança, manterão os movimentos antes do impacto, provocando sérias lesões e traumatismos. 17. (Ufpr 016) O sistema representado na figura acima corresponde a um corpo 1, com massa 0 kg, apoiado sobre uma superfície plana horizontal, e um corpo, com massa de 6kg, o qual está apoiado em um plano inclinado que faz 60 com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre cada um dos corpos e a superfície de apoio é 0,1 Uma força F de 00 N, aplicada sobre o corpo 1, movimenta o sistema, e um sistema que não aparece na figura faz com que a direção da força F seja mantida constante e igual a 30 em relação à horizontal. Uma corda inextensível e de massa desprezível une os dois corpos por meio de uma polia. Considere que a massa e todas as formas de atrito na polia são desprezíveis. Também considere, para esta questão, a aceleração gravitacional como sendo de 10 m s e o cos 30 igual a 0,87. Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta a tensão na corda que une os dois corpos. a) 1,4 N. b) 48,4 N. c) 6,5 N. d) 80,3 N. e) 10,6 N. [D] Página 15 de 33

16 Dados: F= 00N; m = 0kg; m = 6kg; µ = 0,1; g= 10 m/s ; cos37 = 0,87. 1 A figura mostra as forças ou componentes de forças relevantes para a resolução da questão. Nessa figura: ìfx = Fcos30 = 00( 0,87 ) Þ Fx = 174N. ï ïfy = Fsen30 = 00( 0,5 ) Þ Fy = 100N. ï ïn1+ Fy = m1g Þ N = 0( 10 ) Þ N1= 100N. ï ïa1= µ N1= 0,1( 100 ) Þ A1= 10N. í ïpx = mgsen60 = 60( 0,87 ) Þ Px = 5,N. ï ïpy = m gcos 60 = 60( 0,5 ) Þ Py = 30N. ï N = P y Þ N = 30N. ï ï îa = µ N = 0,1( 30) Þ A = 3N. Aplicando o Princípio Fundamental em cada um dos corpos: ( ) ( ) ìï Corpo 1 : Fx -T - A1= m1a í ïî Corpo : T -Px - A = ma ( ) ( ) ( ) 1 + Þ F -A -A - P = m + m a Þ 108, , - 3 = 6 a Þ a = Þ a = 4,18 m/s. 6 Voltando em ( : ) x ( ) x 1 x 1 T-P - A = m a Þ T = 6 4,18 + 5,+ 3 Þ T = 80,3N. 18. (G1 - utfpr 015) Nos motores de automóveis a gasolina, cerca de 70% da energia fornecida pela queima do combustível é dissipada sob a forma de calor. Se durante certo intervalo de tempo a energia fornecida pelo combustível for de J, é correto afirmar que aproximadamente: a) J correspondem ao aumento da energia potencial. b) J correspondem ao aumento da potência. c) J são transformados em energia cinética. d) J correspondem ao valor do trabalho mecânico realizado. Página 16 de 33

17 e) J correspondem ao aumento da energia cinética e J são transformados em energia potencial. [D] Como o rendimento é de 70%, em J a parte dissipada na forma de calor é J e parte útil transformada em trabalho mecânico para obter energia cinética é J. 19. (Ufsc 016) Um professor de Física realiza um experimento sobre dinâmica para mostrar aos seus alunos. Ele puxa um bloco de 400 kg a partir do repouso, aplicando sobre a corda uma força constante de 350 N, como mostra a figura abaixo. O sistema é constituído por fios inextensíveis e duas roldanas, todos de massa desprezível. Existe atrito entre a superfície horizontal e o bloco. Os coeficientes de atrito estático e de atrito cinético são 0,30 e 0,5, respectivamente. Com base no que foi exposto, é CORRETO afirmar que: 01) a força de tração no fio ligado ao bloco é de 1400 N. 0) o bloco adquire uma aceleração de,0 m s. 04) apenas três forças atuam sobre o bloco: o peso, a força de atrito e a tração. 08) a força resultante sobre o bloco é de 400 N. 16) a força mínima que o professor deve aplicar sobre a corda para movimentar o bloco é de 90 N = 09. [01] Verdadeira. De acordo com o diagrama de forças abaixo: T T Faplic = Þ 350N= \ T = 1400N 4 4 Página 17 de 33

18 [0] Falsa. Primeiramente, é preciso testar se o sistema se move. Para isso, a tração na corda sobre o bloco deve ser maior que a força de atrito estático ( > at.est. ) T F. at.est. = µ e = µ e Þ at.est. = \ at.est. = (se move!) F N m g F 0,3 400kg 10m/s F 100N Para calcular a aceleração precisamos do atrito cinético. Fat.cin. = µ c N = µ c m g Þ Fat.cin. = 0,5 400 kg 10 m / s \ Fat.cin. = 1000 N Então, sobre o bloco, a força resultante é: FR = T-Fat Þ FR = 1400N- 1000N\ FR = 400N E a aceleração, pela segunda Lei de Newton: FR 400 N a = Þ a = \ a = 1m/s m 400 kg [04] Falsa. Sobre o bloco atuam quatro forças: peso, tração, força de atrito e a força normal. [08] Verdadeira. Ver item [0]. [16] Falsa. A força mínima para a movimentação do bloco é tal que iguale a tração no bloco com a força de atrito estático, isto é, 100N, como visto no item [0]. Para isso, a força aplicada deve ser igual à quarta parte desse valor. 100 N Fmín. = = 300N 4 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Um estudante movimenta um bloco homogêneo de massa M, sobre uma superfície horizontal, com forças de mesmo módulo F, conforme representa a figura abaixo. Em X, o estudante empurra o bloco; em Y, o estudante puxa o bloco; em Z, o estudante empurra o bloco com força paralela ao solo. 0. (Ufrgs 013) O trabalho realizado pelo estudante para mover o bloco nas situações apresentadas, por uma mesma distância d, é tal que a) WX = WY = W Z. b) WX = WY < W Z. c) WX > WY > W Z. d) WX > WY = W Z. e) WX < WY < W Z. Página 18 de 33

19 [B] Apenas forças (ou componentes) paralelas ao deslocamento realizam trabalho. Assim: ì Figura X: WX = Fh d ï ífigura Y: WY = Fh d Þ F > F h Þ WX = WY < W Z. ï ïî Figura Z: WZ = F d 1. (Eear 016) Um carrinho é puxado em um sistema sem atrito por um fio inextensível numa região de aceleração gravitacional igual a 10 m s, como mostra a figura. Sabendo que o carrinho tem massa igual a 00 g sua aceleração, em aproximadamente: a) 1,6 b) 10 c) 9,6 d) 8 ms, será [C] ìt = mc a í îpb - T = mb a P = (m + m ) a b b c m g = (m + m ) a b b c mb g 510 a = Þ a = Þ 9,6m s (m + m ) 5, b c. (G1 - ifce 016) Um conjunto de caixas precisa ser deslocado através de um plano inclinado, conforme mostra a figura abaixo. Página 19 de 33

20 Nesta figura, as massas das 3 caixas A, B e C são, respectivamente, ma = 1kg, mb = 8kg e mc = 0kg. O fio que as une é inextensível e está conectado às caixas A e C. A polia é ideal e o atrito das caixas é desprezível. Nesta situação, a intensidade da força que o bloco A exerce sobre o bloco B é (Considere a aceleração da gravidade como sendo senα = 0,6). a) 96 N. b) 60 N. c) 7 N. d) 64 N. e) 100 N. g= 10m s, e também cosα = 0,8 e [D] Aplicando a segunda lei de Newton para cada e lembrando que a força f que o bloco A exerce sobre o bloco B é um par ação-reação, logo a força - f será a força que o bloco B exerce sobre o bloco A. Observação: Estamos em um plano inclinado, então, a força peso será decomposta na sua componente vertical e horizontal. Para o bloco A, temos: T -(Pa senα + f) = ma a T -(ma g senα + f) = ma a T -7 - f = 1 a (i) Para o bloco B, temos: f - Pb senα = mb a f - mb g senα = mb a f - 48 = 8 a (ii) Para o bloco C, temos: Pc - T = ma a mc g- T = ma a 00 - T = 0 a (iii) (i) + (iii), vem: ìt-7- f = 1 a í î00 - T = 0 a 18 - f = 3 a (iv) Página 0 de 33

21 (iv) + (ii), temos: ì18 - f = 3 a í îf - 48 = 8 a 80 = 40 a a = m s (v) (v) em (ii) : f - 48 = 8 a f - 48 = 8 f - 48 = 16 f = f = 64N 3. (Eear 016) Um plano inclinado forma um ângulo de 60 com a horizontal. Ao longo deste plano é lançado um bloco de massa kg com velocidade inicial v 0, como indicado na figura. Qual a força de atrito, em N, que atua sobre o bloco para fazê-lo parar? (Considere o coeficiente de atrito dinâmico igual a 0,) a) b) 3 c) 4 d) 5 [A] Página 1 de 33

22 F F F F at at at at at Fat = 0, 10 at = µ N = µ P y = µ P cosθ = µ m g cosθ F = 0, 10 cos 60 F = N 1 4. (Esc. Naval 016) Analise a figura abaixo. Na figura acima, tem-se um bloco de massa m que se encontra sobre um plano inclinado sem atrito. Esse bloco está ligado à parte superior do plano por um fio ideal. Sendo assim, assinale a opção que pode representar a variação do módulo das três forças que atuam sobre o bloco em função do ângulo de inclinação q. a) b) c) d) Página de 33

23 e) [D] Desenhando as forças atuantes sobre o bloco (com as componentes do peso), temos: Para o equilíbrio, devemos ter: N= mgcosθ e T = mgsen θ. Para θ = 0 Þ N= mg e T = 0; Para θ = 90 Þ N = 0 e T = mg. Portanto, o gráfico que representa a variação das três forças (P, N e T) que atuam sobre o bloco deverá ser representado por: 5. (Mackenzie 016) Página 3 de 33

24 Na figura esquematizada acima, os corpos A e B encontram-se em equilíbrio. O coeficiente de atrito estático entre o corpo A e o plano inclinado vale µ = 0,500 e o peso do corpo B é PB = 00N. Considere os fios e as polias ideais e o fio que liga o corpo A é paralelo ao plano inclinado. Sendo sen θ = 0,600 e cos θ = 0,800, o peso máximo que o corpo A pode assumir é a) 100 N b) 300 N c) 400 N d) 500 N e) 600 N [D] Do diagrama de forças abaixo: Para o corpo A, temos: PA senθ -Fat - T = 0 Página 4 de 33

25 Mas a força de atrito é dada por: Fat = µ PA cosθ PA ( senθ - µ cosθ) = T ( 1) Na roldana que segura o corpo B, temos a relação entre as trações das duas cordas: T1 = T O equilíbrio de forças para o corpo B é dado por: PB 00 N PB = T1Þ PB = TÞ T = Þ T = \ T = 100N Substituindo na equação (1), resulta: T 100N 100N PA = Þ PA = = \ PA = 500N senθ - µ cosθ 0,6-0,5 0,8 0, ( ) ( ) 6. (Espcex (Aman) 016) Uma corda ideal AB e uma mola ideal M sustentam, em equilíbrio, uma esfera maciça homogênea de densidade ρ e volume V através da corda ideal BC, sendo que a esfera encontra-se imersa em um recipiente entre os líquidos imiscíveis 1 e de densidade ρ1 e ρ, respectivamente, conforme figura abaixo. Na posição de equilíbrio observase que 60% do volume da esfera está contido no líquido 1 e 40% no líquido. Considerando o módulo da aceleração da gravidade igual a g, a intensidade da força de tração na corda AB é Dados: 3 sen60 = cos30 = 1 sen30 = cos60 = 3Vg( ρ-0,6ρ - 0,4 ρ ) a) 1 3Vg( ρ-0,6ρ - 0,4 ρ ) Vg( ρ-0,6ρ - 0,4 ρ ) b) 1 c) 1 Página 5 de 33

26 d) 3 Vg( ρ- 0,6 ρ1-0,4 ρ ) 3 e) Vg( ρ-0,6ρ1-0,4 ρ) [E] Decompondo a tração do fio, temos que: Assim, para o equilíbrio de forças na vertical, temos que: T cos( 60 ) + E1+ E = P ( ) ( ρ ) ( ρ ) T cos 60 + V g + V g = m g 1 1 Como, m= ρ g;v1= 0,6V,V = 0,4V. Temos: T + ( ρ1 ( 0,6V ) g) + ρ ( 0,4V ) g = ρ V g T = ( ρ V g- 0,6 ρ1 V g- 0,4 ρ V g) ( ρ ρ ρ ) T = V g - 0,6-0, (G1 - cftmg 015) A imagem mostra um garoto sobre um skate em movimento com velocidade constante que, em seguida, choca-se com um obstáculo e cai. A queda do garoto justifica-se devido à(ao) Página 6 de 33

27 a) princípio da inércia. b) ação de uma força externa. c) princípio da ação e reação. d) força de atrito exercida pelo obstáculo. [A] Quando o skate choca-se com o obstáculo, o garoto, por inércia, continua em movimento e cai. 8. (Udesc 015) O airbag e o cinto de segurança são itens de segurança presentes em todos os carros novos fabricados no Brasil. Utilizando os conceitos da Primeira Lei de Newton, de impulso de uma força e variação da quantidade de movimento, analise as proposições. I. O airbag aumenta o impulso da força média atuante sobre o ocupante do carro na colisão com o painel, aumentando a quantidade de movimento do ocupante. II. O airbag aumenta o tempo da colisão do ocupante do carro com o painel, diminuindo assim a força média atuante sobre ele mesmo na colisão. III. O cinto de segurança impede que o ocupante do carro, em uma colisão, continue se deslocando com um movimento retilíneo uniforme. IV. O cinto de segurança desacelera o ocupante do carro em uma colisão, aumentando a quantidade de movimento do ocupante. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. [B] [I] Falsa. O airbag reduz a força média sobre o corpo do ocupante do carro durante a colisão com o painel, pois aumenta o tempo de contato entre o sistema corpo-airbag. O impulso permanece o mesmo, que equivale à diferença de quantidade de movimento. [II] Verdadeira. [III] Verdadeira. [IV] Falsa.O cinto de segurança prende o passageiro ao banco evitando que o movimento do seu corpo continue por inércia após o choque. A aceleração e a variação da quantidade de movimento dos ocupantes que utilizam o cinto de segurança serão as mesmas sofridas pelo automóvel no momento do acidente. 9. (Ufrgs 015) Dois blocos, 1 e, são arranjados de duas maneiras distintas e empurrados sobre uma superfície sem atrito, por uma mesma força horizontal F. As situações estão representadas nas figuras I e II abaixo. Página 7 de 33

28 Considerando que a massa do bloco 1 é m 1 e que a massa do bloco é m = 3m 1, a opção que indica a intensidade da força que atua entre blocos, nas situações I e II, é, respectivamente, a) F/4 e F/4. b) F/4 e 3F / 4. c) F/ e F/. d) 3F / 4 e F/4. e) F e F. [D] Nos dois casos a aceleração tem mesmo módulo: F F= ( m1+ m) a Þ F= ( m1 + 3m1) a Þ F= 4m1a Þ a =. 4m Calculando as forças de contato: ì F 3F ïf1 = m a Þ F1 = 3 m 1 Þ F 1 =. ï 4m1 4 í ï F F ï F1 = m1 a Þ F1 = m 1 Þ F 1 =. î 4m (Mackenzie 014) Ao montar o experimento abaixo no laboratório de Física, observa-se que o bloco A, de massa 3kg, cai com aceleração de,4 m s, e que a mola ideal, de constante elástica 140 N m, que suspende o bloco C, está distendida de cm. Página 8 de 33

29 O coeficiente de atrito entre o bloco B e o plano inclinado é 0,4. Um aluno determina acertadamente a massa do bloco B como sendo Adote: g = 10 m/s, cos 37 = sen 53 = 0,8 cos 53 = sen 37 = 0,6 a) 1,0 kg b),0 kg c),5 kg d) 4,0 kg e) 5,0 kg [E] O diagrama de corpo livre para o sistema de blocos é mostrado abaixo: Página 9 de 33

30 Para o bloco A, aplicando a segunda lei de Newton: FR = m a P - T = m aþ T = m (g- a) A 1 A 1 A T1 = 3 kg (10 -,4)m / s \ T1 =,8 N Para o cálculo de T observa-se que tem o mesmo valor da força elástica F e : T = Fe = k xþ T = 140N/m 0,0m\ T = 4,8N No corpo B, primeiramente calculamos as componentes do peso nas direções tangencial perpendicular ao plano inclinado P Y. X = B Þ X = B Þ X = B P P sen37 P m g sen37 P 10m/s 0,6 m \ P = 6m X B PY = PB cos 37 Þ PY = mb g cos 37 Þ PY = 10m/s 0,8 mb \ PY = 8mB e para o equilíbrio no plano \ PY = NB F = µ N = µ P at B Y F = 0,4 8 m = 3,m at B B Aplicando a ª lei de Newton no corpo B, temos: FR = m a PX + T1 -T - Fat = mb a 6mB +,8N-4,8N- 3,mB =,4mB mb = \ mb = 5 kg 0,4 P X e 31. (Uem-pas 016) Sabemos que os exercícios físicos promovem o aumento da musculatura estriada esquelética. Iniciando um exercício, com o braço na posição vertical junto a seu corpo, um atleta segura em sua mão uma massa de 5kg. Mantendo seu antebraço na vertical, ele eleva essa massa em velocidade constante até seu braço atingir a posição horizontal e parar. Assinale o que for correto. 01) Na posição inicial, a força que o atleta exerce sobre a massa é de 50 N. 0) Enquanto o atleta ergue a massa ocorre o deslizamento das fibras da proteína actina sobre as moléculas de miosina. 04) A contração muscular ao levantar a massa ocorre devido ao encurtamento das fibras musculares estriadas esqueléticas. 08) No indivíduo adulto, as células da musculatura estriada esquelética estão em constante divisão celular, favorecida pela intensidade da atividade física. 16) Se o braço do atleta mede 0,35 m, o trabalho realizado por ele sobre a massa foi de 17,5 J = 3. Página 30 de 33

31 [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] Durante um movimento ocorrem contrações musculares do músculo esquelético, através de filamentos proteicos contráteis, que encurtam as fibras musculares, onde actina (filamento fino) desliza sobre a miosina (filamento grosso). A musculatura de um adulto não sofre divisão, apenas a formação de novas células para reparação. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Física] [01] Correta. F = P F = m g F = 5 10 F = 50 N [16] Correta. W = F d W = 50 0,35 W = 17,5 J Página 31 de 33

32 Resumo das questões selecionadas nesta atividade Data de elaboração: 5/08/017 às 14:58 Nome do arquivo: lista 3 bimestre 1 ano Legenda: Q/Prova = número da questão na prova Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro Q/prova Q/DB Grau/Dif. Matéria Fonte Tipo Baixa... Física... G1 - cftmg/ Múltipla escolha Baixa... Física... Uemg/ Múltipla escolha Baixa... Física... G1 - ifsp/ Múltipla escolha Baixa... Física... Mackenzie/ Múltipla escolha Baixa... Física... Pucrj/ Analítica Baixa... Física... Ufrgs/ Múltipla escolha Baixa... Física... Unioeste/ Múltipla escolha Baixa... Física... G1 - ifsc/ Múltipla escolha Baixa... Física... Pucpr/ Múltipla escolha Média... Física... Ulbra/ Múltipla escolha Baixa... Física... Uepg/ Somatória Baixa... Física... G1 - utfpr/ Múltipla escolha Média... Física... Unesp/ Múltipla escolha Média... Física... Uefs/ Múltipla escolha Baixa... Física... G1 - cps/ Múltipla escolha Baixa... Física... Uema/ Múltipla escolha Média... Física... Ufpr/ Múltipla escolha Baixa... Física... G1 - utfpr/ Múltipla escolha Média... Física... Ufsc/ Somatória Baixa... Física... Ufrgs/ Múltipla escolha Baixa... Física... Eear/ Múltipla escolha Média... Física... G1 - ifce/ Múltipla escolha Página 3 de 33

33 Baixa... Física... Eear/ Múltipla escolha Média... Física... Esc. Naval/ Múltipla escolha Média... Física... Mackenzie/ Múltipla escolha Elevada... Física... Espcex (Aman)/ Múltipla escolha Baixa... Física... G1 - cftmg/ Múltipla escolha Baixa... Física... Udesc/ Múltipla escolha Baixa... Física... Ufrgs/ Múltipla escolha Média... Física... Mackenzie/ Múltipla escolha Média... Biologia... Uem-pas/ Somatória Página 33 de 33