Disciplina: Física Data: 18 de setembro de 2014 Roteiro de. Gravitação Universal

Transcrição

1 Disciplina: Física Data: 18 de setembro de 2014 Roteiro de Temas: Leis de Newton RECUPERAÇÃO PARALELA Professor: Christian Retas S. Starick Leia com bastante atenção a todas as informações constantes deste documento. Turma: 1MT Nome: nº: Bem-Vindo à Recuperação Paralela! Nunca deixe para amanhã o que você pode fazer hoje. Aos que deixaram, façam bem feito. Os tópicos a serem avaliados nessa Recuperação serão os seguintes: Tópicos A B Discriminação Leis de Newton Gravitação Universal * Lembre-se que os plantões existem para sanar eventuais dúvidas acerca do conteúdo discriminado abaixo, portanto, prepare-se. Discriminação de Conteúdos. Tópico A o Primeira Lei de Newton o Segunda lei de Newton o Terceira Lei de Newton Tópico B o Leis de Kepler o Lei da gravitação Universal o Velocidade orbital Seguem abaixo alguns exercícios que podem lhe ajudar a relembrar os conteúdos. Boa sorte! Leis de Newton 1) Imagine uma superfície horizontal ilimitada. Você lança horizontalmente um corpo e ele se move ao longo dela. O que ocorre normalmente com o corpo? Por quê? Caso a superfície seja cada vez mais lisa e se desprezarmos os efeitos da resistência do ar qual seria a tendência do corpo? 2) Um corpo preso à extremidade de um fio é posto a girar pela outra extremidade, num plano horizontal. O que ocorre com o corpo caso o fio arrebente? 3) Pode existir movimento sem que haja força? Explique. 4) Você está sentado numa poltrona de um veículo que se desloca com movimento retilíneo uniforme. De repente você lança verticalmente para cima uma bola. Onde ela deverá cair? Explique.

2 5) A bola da figura é solta em A (topo de uma rampa). Como se comporta a velocidade da bola no trecho inclinado e no trecho horizontal? Por quê? 6) Considere uma rampa inclinada fixa ligada por um trecho horizontal à outra rampa de inclinação variável. Uma bolinha é solta em A (topo da rampa) e percorre o trecho ABC. Considerando todas as superfícies lisas e desprezando a resistência do ar, compare as distâncias percorridas pela bolinha ao subir a rampa da direita. Explique. Caso a inclinação da rampa seja gradativamente diminuída, como fica afetada a distância percorrida pela bolinha ao longo dela? Se a rampa ficar alinhada na horizontal com o trecho horizontal e se considerássemos ilimitada, o que ocorre com a bolinha? Explique. 7) Imagine uma pedra sendo jogada num local aonde não existe gravidade. Como será o movimento da pedra? Explique. 8) Um carro desloca-se para a direita com vetor velocidade constante. No seu interior existe uma esfera suspensa por uma mola. Quando não submetida a nenhuma força, esta mola tem comprimento L. Nessas condições, a melhor representação da situação descrita é: 9) Um observador vê um pêndulo preso ao teto de um vagão e deslocado da vertical como mostra a figura a seguir. Sabendo que o vagão se desloca em trajetória retilínea, ele pode estar se movendo de a) A para B, com velocidade constante. b) B para A, com velocidade constante. c) A para B, com sua velocidade diminuindo. d) B para A, com sua velocidade aumentando. e) B para A, com sua velocidade diminuindo. 10) Às vezes, as pessoas que estão num elevador em movimento sentem uma sensação de desconforto, em geral na região do estômago. Isso se deve à inércia dos nossos órgãos internos localizados nessa região, e pode ocorrer a) quando o elevador sobe ou desce em movimento uniforme. b) apenas quando o elevador sobe em movimento uniforme. c) apenas quando o elevador desce em movimento uniforme. d) quando o elevador sobe ou desce em movimento variado. e) apenas quando o elevador sobe em movimento variado. 11) A análise sequencial da tirinha e, especialmente, a do quadro final nos leva imediatamente ao (à): a) Princípio da conservação da Energia Mecânica. b) Propriedade geral da matéria denominada Inércia. c) Princípio da conservação da Quantidade de Movimento. d) Segunda Lei de Newton. e) Princípio da Independência dos Movimentos. 12) Um pára-quedista salta de um avião e cai em queda livre até sua velocidade de queda se tornar constante. Podemos afirmar que a força total atuando sobre o pára-quedista após sua velocidade se tornar constante é: a) vertical e para baixo. b) vertical e para cima. c) nula. d) horizontal e para a direita. e) horizontal e para a esquerda.

3 Gravitação QUESTÃO 01 (Descritor: analisar a carga máxima que uma pessoa pode erguer usando seu próprio peso) De acordo com a teoria newtoniana da gravitação universal, é CORRETO afirmar: a) A lei da gravitação universal é restrita à interação de estrelas com planetas. b) As forças gravitacionais entre dois corpos constituem um par ação e reação. c) A força gravitacional entre dois corpos depende da presença de outros corpos. d) Um satélite artificial, em órbita circular em torno da Terra, tem aceleração nula. QUESTÃO 02 (Descritor: analisar a velocidade de um satélite em órbita ao redor da Terra) Um satélite artificial move-se numa órbita circular a 300km acima da superfície da Terra. Dados: Constante universal da gravitação = 6,67x10 11 Nm 2 /kg 2 massa da Terra = 6,0x10 24 kg raio da Terra = 6,37x10 6 m A velocidade do satélite é, em m/s, de a) 1,2 x 10 5 b) 1,5 x 10 4 c) 2,4 x 10 3 d) 7,7 x 10 3 QUESTÃO 03 (Descritor: determinar os módulos das forças entre a Terra e a Lua, após algumas variações nas características físicas do sistema Terra-Lua)

4 Seja F o módulo da força de atração da Terra sobre a Lua e V o módulo da velocidade tangencial da Lua em sua órbita, considerada circular, em torno da Terra. Se a massa da Terra se tornasse três vezes maior, a Lua quatro vezes menor e a distância entre estes dois astros se reduzisse à metade, a força de atração entre a Terra e a Lua passaria a ser: a) 3/16 F b) 1,5 F c) 2/3 F d) 3F QUESTÃO 04 (Descritor: relacionar o período de translação do planeta Júpiter com 8 períodos terrestres) A sonda Galileo terminou sua tarefa de capturar imagens do planeta Júpiter quando, em 29 de setembro de 2004, foi lançada em direção ao planeta depois de orbitá-lo por um intervalo de tempo correspondente a 8 anos terrestres. Considerando que Júpiter está cerca de 5 vezes mais afastado do Sol do que a Terra, é correto afirmar que, nesse intervalo de tempo, Júpiter completou, em torno do Sol, a) cerca de 1,6 volta. b) menos de meia volta. c) aproximadamente 3/4 de volta. d) aproximadamente 8 voltas. QUESTÃO 05 (Determinar: determinar a força mínima atuante num corpo para mantê-lo preso à Terra ) Antes de Newton expor sua teoria sobre a força da gravidade, defensores da teoria de que a Terra se encontrava imóvel no centro do Universo alegavam que, se a Terra possuísse movimento de rotação, sua velocidade deveria ser muito alta e, nesse caso, os objetos sobre ela deveriam ser arremessados para fora de sua superfície, a menos que uma força muito grande os mantivesse ligados à Terra. Considerando o raio da Terra de m, o seu período de rotação de s 2 = 10, a força mínima capaz de manter um corpo de massa 90kg em repouso sobre a superfície da Terra, num ponto sobre a linha do Equador, vale, aproximadamente, a) 900 N. b) 450 N. c) 120 N. d) 10 N. e) 3N.

5 QUESTÃO 06 (Descritor: analisar algumas variáveis associadas à mecânica celeste) Como a vida surgiu no planeta Terra? Essa pergunta, de grande relevância, continua a estimular inúmeras pesquisas científicas. Apesar do esforço já empreendido, o surgimento da vida na Terra não está cientificamente esclarecido, mas está intimamente relacionado com a evolução do sistema solar. É possível que o sistema solar tenha surgido a partir de uma nuvem de poeira e gás. A matéria, sendo comprimida gravitacionalmente, se aqueceu, iniciando-se o processo de fusão nuclear do hidrogênio em hélio. Desse modo, no centro dessa nuvem, se teria formado o Sol. A Terra e os demais planetas começaram a tomar forma quando os grãos de poeira dessa nuvem, que, então, girava em torno do Sol, começaram a agrupar-se. Calcula-se que a Terra surgiu há 5 bilhões de anos. As estruturas semelhantes a células teriam surgido há 4,0 bilhões de anos; as células procariontes, há 3,5 bilhões de anos; e as células eucariontes, há 1,5 bilhões de anos. A partir do texto acima utilize de seus conhecimentos, previamente vistos em sala de aula, assinale a afirmativa CORRETA acerca da mecânica celeste. a) O valor da constante de proporcionalidade presente na terceira Lei de Kepler independe dos corpos envolvidos no movimento regido por essa lei. Dessa forma, o valor dessa constante é o mesmo tanto no caso do movimento da Terra em torno do Sol, quanto no caso de Titã, um dos satélites de Júpiter, em seu movimento em torno deste planeta. b) Os valores da distância média entre Júpiter e uma de suas luas, do período do movimento dessa lua em torno do planeta e da constante de gravitação universal são dados suficientes para se determinar a massa de Júpiter. c) Em uma nave espacial em órbita elíptica ao redor da Terra, uma condição necessária e suficiente para que os astronautas tenham peso nulo é que eles estejam em uma região onde a força da gravidade resultante tenha intensidade nula. d) A velocidade de um planeta que executa uma órbita elíptica ao redor de uma estrela apresenta o mesmo valor em qualquer posição.

6 QUESTÃO 07 (Descritor: analisar alguns efeitos associados às viagens espaciais) Os brasileiros pela primeira vez na história do país, acompanham a viagem de um astronauta tupiniquim. O feito do astronauta Marcos Pontes está sendo comparado ao trabalho desenvolvido também por outro brasileiro, Santos Dumont, que, no início do século passado, destacou-se na França pelos vôos realizados em balões dirigíveis e nos aviões 14 Bis e Demoiselle. A permanência prolongada do astronauta na estação espacial, numa altitude onde a imponderabilidade gravitacional (sensação de ausência de peso) é observada, acarreta algumas alterações fisiológicas. Dentre essas alterações podemos destacar: Utilizando -A atrofia as muscular, informações resultado citadas redução no texto do e esforço de seus muscular conhecimentos, para levantar previamente ou carregar aprendidos objetos. em sala de aula, marque a alternativa CORRETA: - A redução da freqüência cardíaca, provocada pela sensação de ausência de peso do sangue. - A redistribuição do sangue dos membros inferiores do astronauta (pernas) para os membros superiores a) (cabeça A massa e e tórax). o peso Esse de um efeito corpo, é denominado mantido em Síndrome órbita na de Terra, Puffy são Face alterados and Brid em relação Legs. Como aos valores conseqüência, apresentados o rosto na superfície e o tórax do planeta. astronauta passam a apresentar uma coloração bem avermelhada e b) suas O peso pernas do apresentarão astronauta Marcos um aspecto Pontes, pálido durante com uma o período redução da temperatura(frio sua viagem espacial, nos pés). era nulo. Devido a esse fato, o sangue apresenta peso também nulo e, em consequência, há redução da freqüência cardíaca. c) O astronauta Marcos Pontes tentava reduzir os efeitos da hipertrofia muscular, exercitando-se durante o período que permaneceu em órbita. Puxar uma mola é um exercício mais eficiente para o astronauta do que levantar alteres (Pesos). d) O primeiro vôo realizado pelo brasileiro Santos Dumont com o avião 14 Bis consistia num lançamento cuja trajetória era praticamente parabólica. Durante a ascensão, o vetor velocidade e o vetor aceleração apresentavam uma resultante que apontava verticalmente para baixo.

7 QUESTÃO 08 (Descritor: determinar a hora a partir do funcionamento do relógio de sol) Os primeiros relógios baseavam-se no aparente movimento do Sol na abóbada celeste e no deslocamento da sombra projetada sobre a superfície de um corpo iluminado pelo astro. Considere que: a Terra é esférica e seu período de rotação é de 24 horas no sentido oeste-leste; o tempo gasto a cada 15º de rotação é de 1 hora; o triângulo Brasília/Centro da Terra/Luzaka (Zâmbia) forma, em seu vértice central, um ângulo de 75. A hora marcada em Luzaka, num relógio solar, quando o sol está a pino em Brasília é: a) 5 horas. b) 9 horas. c) 12 horas. d) 17 horas.