c) Escreva a reação química de decomposição da azida de sódio formando sódio metálico e nitrogênio gasoso.

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1 1. (Fuvest 015) O sistema de airbag de um carro é formado por um sensor que detecta rápidas diminuições de velocidade, uma bolsa inflável e um dispositivo contendo azida de sódio (NaN 3) e outras substâncias secundárias. O sensor, ao detectar uma grande desaceleração, produz uma descarga elétrica que provoca o aquecimento e a decomposição da azida de sódio. O nitrogênio (N ) liberado na reação infla rapidamente a bolsa, que, então, protege o motorista. Considere a situação em que o carro, inicialmente a 36 km / h (10 m / s), dirigido por um motorista de 60 kg, para devido a uma colisão frontal. a) Nessa colisão, qual é a variação Δ E da energia cinética do motorista? b) Durante o 0, s da interação do motorista com a bolsa, qual é o módulo α da aceleração média desse motorista? c) Escreva a reação química de decomposição da azida de sódio formando sódio metálico e nitrogênio gasoso. d) Sob pressão atmosférica de 1atm e temperatura de 7 C, qual é o volume V de gás nitrogênio formado pela decomposição de 65 g de azida de sódio? Note e adote: Desconsidere o intervalo de tempo para a bolsa inflar; Ao término da interação com a bolsa do airbag, o motorista está em repouso; Considere o nitrogênio como um gás ideal; Constante universal dos gases: R 0,08 atm / (mol K); 0 C 73 K. Elemento sódio 3 nitrogênio 14 Massa atômica (g / mol). (Uel 017) Nos Jogos Olímpicos Rio 016, o corredor dos 100 metros rasos Usain Bolt venceu a prova com o tempo de 9 segundos e 81 centésimos de segundo. Um radar foi usado para medir a velocidade de cada atleta e os valores foram registrados em curtos intervalos de tempo, gerando gráficos de velocidade em função do tempo. O gráfico do vencedor é apresentado a seguir. Página 1 de 13

2 Considerando o gráfico de V versus t, responda aos itens a seguir. a) Calcule a quantidade de metros que Bolt percorreu desde o instante,5 s até o instante 4,5 s, trecho no qual a velocidade pode ser considerada aproximadamente constante. b) Calcule o valor aproximado da aceleração de Usain Bolt nos instantes finais da prova, ou seja, a partir de 9 s. 3. (Acafe 017) O motorista de uma Van quer ultrapassar um caminhão, em uma estrada reta, que está com velocidade constante de módulo 0 m s. Para isso, aproxima-se com a Van, ficando atrás, quase com a Van encostada no caminhão, com a mesma velocidade desse. Vai para a esquerda do caminhão e começa a ultrapassagem, porém, neste instante avista um carro distante 180 metros do caminhão. O carro vem no sentido contrário com velocidade constante de módulo 5 m s. O motorista da Van, então, acelera a taxa de 8 m s. Os comprimentos dos veículos são: Caminhão 10 m; Van 6m e Carro 4,5 m. Analise as afirmações a seguir. I. O carro demora 4s para estar na mesma posição, em relação a estrada, do caminhão. II. A Van levará 4s para ultrapassar completamente o caminhão e irá colidir com o carro. III. A Van conseguirá ultrapassar o caminhão sem se chocar com o carro. IV. A Van percorrerá 56 m da estrada para ultrapassar completamente o caminhão. Todas as afirmativas estão corretas em: a) II III Página de 13

3 b) III IV c) I III IV d) I II III 4. (Ufjf-pism 1 017) Uma pequena aeronave não tripulada, de aproximadamente dois metros de comprimento, chamada X-43A, foi a primeira aeronave hipersônica que utilizou com sucesso um sistema de propulsão por foguete chamado Scramjet. Ao contrário de foguetes, que devem carregar tanto o combustível quanto o comburente, os Scramjets transportam apenas combustível e utilizam como comburente o oxigênio da atmosfera. Isso reduz o peso, aumentando sua eficiência. Assim, durante os testes, o X-43A, partindo do repouso, conseguiu atingir incríveis km h (3.375 m s) durante os dez primeiros segundos de voo. Fonte: adaptado de Acesso em 01/09/016. Com base nessa notícia, e considerando que a aceleração da aeronave permaneceu constante durante todo o teste, podemos dizer que o X-43A percorreu uma distância de: a) 16,875 km. b) 33,730 km. c) 4,850 km. d) 3.337,0 km. e) 1.446,0 km. 5. (Enem 017) Um motorista que atende a uma chamada de celular é levado à desatenção, aumentando a possibilidade de acidentes ocorrerem em razão do aumento de seu tempo de reação. Considere dois motoristas, o primeiro atento e o segundo utilizando o celular enquanto dirige. Eles aceleram seus carros inicialmente a 1,00 m s. Em resposta a uma emergência, freiam com uma desaceleração igual a 5,00 m s, O motorista atento aciona o freio à velocidade de 14,0 m s, enquanto o desatento, em situação análoga, leva 1,00 segundo a mais para iniciar a frenagem. Que distância o motorista desatento percorre a mais do que o motorista atento, até a parada total dos carros? a),90 m b) 14,0 m c) 14,5 m d) 15,0 m e) 17,4 m 6. (Unicamp 016) A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo o mundo. Uma preocupação importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração. Sendo assim, considere que, em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração experimentada pelos passageiros foi limitada a amax 0,09g, onde aceleração constante igual a 1080 km / h corresponde a a) 10 km. b) 0 km. c) 50 km. d) 100 km. g 10 m / s é a aceleração da gravidade. Se o trem acelera a partir do repouso com a max, a distância mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 7. (Uerj 016) O número de bactérias em uma cultura cresce de modo análogo ao deslocamento de uma partícula em movimento uniformemente acelerado com velocidade inicial nula. Assim, pode-se afirmar que a taxa de crescimento de bactérias comporta-se da mesma maneira que a velocidade de uma partícula. Página 3 de 13

4 Admita um experimento no qual foi medido o crescimento do número de bactérias em um meio adequado de cultura, durante um determinado período de tempo. Ao fim das primeiras quatro horas do experimento, o número 5 de bactérias era igual a Após a primeira hora, a taxa de crescimento dessa amostra, em número de bactérias por hora, foi igual a: 5 a) 1,0 10 b) c) d) 5, , , (G1 - ifsp 016) Os Jogos Olímpicos de 016 (Rio 016) é um evento multiesportivo que acontecerá no Rio de Janeiro. O jogo de tênis é uma das diversas modalidades que compõem as Olímpiadas. Se em uma partida de tênis um jogador recebe uma bola com velocidade de 18,0 m s e rebate na mesma direção e em sentido contrário com velocidade de 3 m s, assinale a alternativa que apresenta qual o módulo da sua aceleração média, em a) 450. b) 600. c) 500. d) 475. e) 00. m s, sabendo que a bola permaneceu 0,10 s em contato com a raquete. 9. (Puccamp 016) Para se calcular o coeficiente de atrito dinâmico entre uma moeda e uma chapa de fórmica, a moeda foi colocada para deslizar pela chapa, colocada em um ângulo de 37 com a horizontal. Foi possível medir que a moeda, partindo do repouso, deslizou,0 m em um intervalo de tempo de 1,0 s, em movimento uniformemente variado. Adote g 10 m s, sen 37 0,60 e cos 37 0,80. Nessas condições, o coeficiente de atrito dinâmico entre as superfícies vale a) 0,15. b) 0,0. c) 0,5. d) 0,30. e) 0, (Ufrgs 015) Trens MAGLEV, que têm como princípio de funcionamento a suspensão eletromagnética, entrarão em operação comercial no Japão, nos próximos anos. Eles podem atingir velocidades superiores a 550km / h. Considere que um trem, partindo do repouso e movendo-se sobre um trilho retilíneo, é uniformemente acelerado durante,5 minutos até atingir 540km / h. Nessas condições, a aceleração do trem, em a) 0,1. b) 1. c) 60. d) 150. e) 16. m / s, é 11. (Enem PPL 015) Num sistema de freio convencional, as rodas do carro travam e os pneus derrapam no solo, caso a força exercida sobre o pedal seja muito intensa. O sistema ABS evita o travamento das rodas, mantendo a força de atrito no seu valor estático máximo, sem derrapagem. O coeficiente de atrito estático da borracha em contato com o concreto vale μe 1,0 e o coeficiente de atrito cinético para o mesmo par de materiais é c 0,75. μ Dois carros, com velocidades iniciais iguais a 108 km h, iniciam a frenagem numa estrada perfeitamente horizontal de concreto no mesmo ponto. O carro 1 tem sistema ABS e utiliza a força de atrito estática máxima para a frenagem; já o carro trava as rodas, de maneira que a força de atrito efetiva é a Página 4 de 13

5 cinética. Considere g 10 m s. As distâncias, medidas a partir do ponto em que iniciam a frenagem, que os carros 1 (d 1) e (d ) percorrem até parar são, respectivamente, a) d145 m e d 60 m. b) d160 m e d 45 m. c) d190 m e d 10 m. 1 1 d) d 5,8 10 m e d 7,8 10 m. e) d 7,8 10 m e d 5,8 10 m. 1. (Ifsc 015) Um ciclista está pedalando sua bicicleta em um trecho retilíneo de uma ciclovia, em uma famosa avenida de Florianópolis. No instante t 0, a velocidade do ciclista é 18 km / h no sentido positivo da trajetória, isto é, eixo 0x, e sua posição é 0 m em relação a uma parada de ônibus. A aceleração do ciclista é ax 4,0 m / s. Considerando o conjunto ciclista e bicicleta como um ponto material e com massa de 70 kg, assinale a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) O movimento da bicicleta é retilíneo e uniforme. 0) A expressão matemática que define a posição da bicicleta é x 0 5t 4t. 04) A força resultante a qual o conjunto está sujeito é 80 N. 08) O trabalho total realizado sobre o conjunto, no intervalo de tempo de 0 a s, foi de 3600 J. 16) A quantidade de movimento do conjunto no instante s foi de 910 kg m / s. 3) O impulso sofrido pelo conjunto no intervalo de tempo de 0 a s foi de 910 Ns. 13. (Pucrs 014) Muitos acidentes acontecem nas estradas porque o motorista não consegue frear seu carro antes de colidir com o que está à sua frente. Analisando as características técnicas, fornecidas por uma revista especializada, encontra-se a informação de que um determinado carro consegue diminuir sua velocidade, em média, 5,0 m / s a cada segundo. Se a velocidade inicial desse carro for 90,0 km / h (5,0 m / s), a distância necessária para ele conseguir parar será de, aproximadamente, a) 18,5 m b) 5,0 m c) 31,5 m d) 45,0 m e) 6,5 m 14. (Ucs 014) Tendo chegado atrasado ao casamento, um convidado conseguiu pegar uma última fatia de bolo e concluiu que experimentara o melhor glacê de toda a sua vida. Ouvindo falar que na cozinha havia mais um bolo, mas que seria cortado apenas em outra festa, ele foi até lá. Viu o bolo em cima de uma mesa perto da porta. Porém, percebeu que havia também uma cozinheira de costas para o bolo e para ele. Querendo passar o dedo no bolo sem ser pego pela cozinheira e conseguir pegar a maior quantidade de glacê possível, o convidado deduziu que, se passasse muito rápido, o dedo pegaria pouco glacê; mas, se passasse muito lentamente, corria o risco de ser descoberto. Supondo, então, que ele tenha 3 segundos para roubar o glacê sem ser notado e que a melhor técnica para conseguir a maior quantidade seja passar o dedo por 40,5 cm de bolo em MRUV, partindo do repouso, qual aceleração teria o dedo no intervalo de tempo do roubo do glacê? a) 0,03 m / s b) c) d) e) 0,04 m / s 0,09 m / s 1,05 m / s m / s 15. (Uel 014) O desrespeito às leis de trânsito, principalmente àquelas relacionadas à velocidade permitida nas vias públicas, levou os órgãos regulamentares a utilizarem meios eletrônicos de fiscalização: os radares capazes Página 5 de 13

6 de aferir a velocidade de um veículo e capturar sua imagem, comprovando a infração ao Código de Trânsito Brasileiro. Suponha que um motorista trafegue com seu carro à velocidade constante de 30 m/s em uma avenida cuja velocidade regulamentar seja de 60 km/h. A uma distância de 50 m, o motorista percebe a existência de um radar fotográfico e, bruscamente, inicia a frenagem com uma desaceleração de 5 m/s. Sobre a ação do condutor, é correto afirmar que o veículo a) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 50 km/h. b) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 60 km/h. c) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 64 km/h. d) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 66 km/h. e) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 7 km/h. Página 6 de 13

7 Gabarito: Resposta da questão 1: [Resposta do ponto de vista da disciplina de Física] Dados: m 60 kg; v 0; v0 10 m/s; Δt 0, s. a) A variação da energia cinética ( Δ E) é: m 60 ΔE E E0 v v ΔE J. b) Calculando o módulo da aceleração: Δv 0 10 a a 50 m/s. Δt 0, [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] c) Reação química de decomposição da azida de sódio formando sódio metálico e nitrogênio gasoso: NaN (s) Na(s) 3N (g). 3 d) Cálculo do volume V de gás nitrogênio formado pela decomposição de 65 g de azida de sódio sob pressão atmosférica de 1atm e temperatura de 7 C : NaN3 65 NaN 3(s) Na(s) 3N (g) 65 g 3 mols N 65 g T K 1 1 R 0,08 atm..mol.k P V n R T 1 V 1,5 0, V 36 L 1,5 mol Resposta da questão : a) Considerando a velocidade sendo constante nesse percurso, podemos achar o deslocamento a partir da área do gráfico. 37,5 V 37,5 km h m s V 10,4 m s 3,6 ΔS V Δt ΔS 10,4 ΔS 0,8 m b) Da leitura dos valores aproximados no gráfico, temos: t 9,0s v 3km h 8,9 m s Δv 3,5 8,9 a a a 6,8 m s. t 9,8s v 1,5 km h 3,5 m s Δt 9,8 9 Resposta da questão 3: [C] Dados: Distância inicial: d 180 m; velocidade do caminhão: vc 0m s; velocidade do carro: va 5m s; aceleração da Van: a 8m s ; comprimento dos veículos: v [I] Correta. O carro demora 4s para estar na mesma posição, em relação a estrada, do caminhão. Página 7 de 13

8 Usando a velocidade relativa entre o carro e o caminhão: d va/c 0 5 Δt Δt 4 s. Δt Δt 45 [II] Incorreta. A Van levará 4s para ultrapassar completamente o caminhão e irá colidir com o carro. Em relação ao caminhão, a velocidade inicial da Van é nula e o espaço relativo percorrido na ultrapassagem é Lc Lv m. a 8 ΔS t 16 t t s. [III] Correta. A Van conseguirá ultrapassar o caminhão sem se chocar com o carro. Em segundos a Van e o carro percorrem: a 8 ΔSv v0t t ΔSv 0 ΔSv 56 m. ΔSa vat 5 50 m. Ao final da ultrapassagem a distância entre o carro e a Van é: d 180 (56 60) d 64 m. [IV] Correta. A Van percorrerá 56 m da estrada para ultrapassar completamente o caminhão. Cálculo na afirmativa anterior. Resposta da questão 4: [A] A distância percorrida a partir do repouso de um móvel em movimento retilíneo uniformemente variado é dada por: t Δs a E a aceleração é dada por: Δv a t Então, Δv t t km 10 s 1h Δs Δs Δv Δs t h Δs 16,875 km 3600 s Resposta da questão 5: [E] Para o motorista atento, temos: Tempo e distância percorrida até atingir 14 m s a partir do repouso: v v0 at t1 t1 14 s v v0 aδs d1 d1 98 m Distância percorrida até parar: 0 14 ( 5) d ' d ' 19,6 m 1 1 Página 8 de 13

9 Distância total percorrida: Δs d d ' 98 19,6 Δs 117,6 m Para o motorista que utiliza o celular, temos: t t1 1 t 15 s Velocidade atingida e distância percorrida em 15 s a partir do repouso: v v 15 m s d d 11,5 m Distância percorrida até parar: 0 15 ( 5) d ' d ',5 m Distância total percorrida: Δs d d ' 11,5,5 Δs 135 m Portanto, a distância percorrida a mais pelo motorista desatento é de: Δs Δs Δs ,6 1 Δs 17,4 m Resposta da questão 6: [C] a 0,09 g 0, ,9 m/s ; v 0; v 1080 km/h 300 m/s. Dados: max 0 A distância é mínima quando a aceleração escalar é máxima. Na equação de Torricelli: v v v v0 amax d min dmin m amax 0,9 1,8 dmin 50 km. Resposta da questão 7: [A] O deslocamento ( Δ S) de uma partícula em movimento uniformemente variado a partir do repouso e a velocidade v são: a ΔS t v a t sendo a a aceleração escalar e t o tempo de movimento. Fazendo a analogia que sugere o enunciado e aplicando para o instantes t a 5 a 5 bactérias ΔN t a 110. h 5 5 bactérias N a t N N 110. h 4 h e t 1h, temos: Resposta da questão 8: [C] Página 9 de 13

10 Δv 3 ( 18) 50 a a a 500 m s Δt 0,1 0,1 Ou usando o teorema do Impulso Quantidade de movimento F Δt m Δv m a Δt m Δv m a Δt m Δv m m a Δt Δv Δv 3 ( 18) 50 a a a 500 m s Δt 0,1 0,1 Resposta da questão 9: [C] Analisando o proposto pelo enunciado, podemos desenhar o diagrama de forças que atuam sobre o corpo. Assim, analisando as forças, temos que: FR P sen 37 Fat P cos 37 N Pelos dados de deslocamento, podemos calcular a aceleração da moeda no tempo dado: a t ΔS vo t a1 a 4 m s Diante disto, temos que: F P sen 37 F R R R at μ μ μ μ F P sen 37 N F P sen 37 P cos 37 m a m g sen 37 m g cos 37 a g sen 37 g cos ,6 μ 10 0,8 μ 0,5 Resposta da questão 10: [B] Página 10 de 13

11 Dados : v 540 km/h 150 m/s; Δt,5 min 150 s. Δ v a a 1 m/s. Δt 150 Resposta da questão 11: [A] Desconsiderando a resistência do ar, a resultante das forças resistivas sobre cada carro é a própria força de atrito. R F m a μn. at Como a pista é horizontal, a força peso e a força normal têm mesma intensidade: N P mg. Combinando as expressões obtidas: m a μn m a μ m g a μg. Como o coeficiente de atrito é constante, cada movimento é uniformemente retardado (MUV), com velocidade final nula. Aplicando a equação de Torricelli: v0 v v0 v v0 a d d d. a μg Dados para as duas situações propostas: v0 108km/h 30m/s; μe 1; μc 0,75; g 10 m/s. Assim: v d 1 d1 45m. μe g v d d 60m. μc g 0, Resposta da questão 1: = 0. [01] Falsa. O movimento é retilíneo uniformemente variado devido à aceleração constante. [0] Falsa. A expressão matemática que define a posição da bicicleta com o tempo é [04] Verdadeira. Pela ª Lei de Newton, F R FR N. x 0 5t t. m a, substituindo a massa e a aceleração resulta: [08] Falsa. O trabalho total em s é calculado com o deslocamento neste intervalo de tempo multiplicado pela força resultante x 0 5t t Em s: x(s) m O deslocamento foi de d m O trabalho neste intervalo é: W FR d J Página 11 de 13

12 [16] Verdadeira. A quantidade de movimento linear é o produto da massa pela velocidade instantânea: Q m v Mas a velocidade em s é dada por: v v0 a t v 5 4t v( s) m / s Logo, Q kg m / s [3] Falsa. O impulso sofrido em s é dado pela variação da quantidade de movimento. I ΔQ Q Q f i Qi Ns I Qf Qi Ns Resposta da questão 13: [E] A aceleração escalar é a 5 m / s. Aplicando a equação de Torricelli: 65 v v0 a ΔS 0 5 5ΔS ΔS ΔS 6,5 m. 10 Resposta da questão 14: [C] Dados: ΔS 40,5cm 0,405m; v0 0; t 3s. a a 0,81 ΔS v0 t t 0,405 3 a a 0,09 m/s. 9 Resposta da questão 15: [E] Da equação de Torricelli: v v0 a ΔS v v 400 v 0 m/s v 7 km/h. Página 1 de 13

13 Resumo das questões selecionadas nesta atividade Data de elaboração: 10/04/018 às 18:55 Nome do arquivo: cinematica expoente 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 Elevada... Física... Fuvest/ Analítica Baixa... Física... Uel/ Analítica Média... Física... Acafe/ Múltipla escolha Baixa... Física... Ufjf-pism 1/ Múltipla escolha Média... Física... Enem/ Múltipla escolha Baixa... Física... Unicamp/ Múltipla escolha Média... Física... Uerj/ Múltipla escolha Baixa... Física... G1 - ifsp/ Múltipla escolha Média... Física... Puccamp/ Múltipla escolha Baixa... Física... Ufrgs/ Múltipla escolha Média... Física... Enem PPL/ Múltipla escolha Média... Física... Ifsc/ Somatória Baixa... Física... Pucrs/ Múltipla escolha Baixa... Física... Ucs/ Múltipla escolha Baixa... Física... Uel/ Múltipla escolha Página 13 de 13