ENSINO MÉDIO
Pré Vestibular
Física
___/___/2015
Aluno:
Nº:
Movimento CIRCULAR Uniforme
01. (PUC-RIO) Um menino passeia em um carrossel
de raio R. Sua mãe, do lado de fora do carrossel,
observa o garoto passar por ela a cada 20 s.
Determine a velocidade angular do carrossel em
rad/s.
π
a)
.
4
b)
c)
d)
e)
π
.
2
π
.
10
3π
.
2
Turma:
03. (FUVEST) É conhecido o processo utilizado por
povos primitivos para fazer fogo. Um jovem, tentando
imitar parcialmente tal processo, mantém entre suas
mãos um lápis de forma cilíndrica e com raio igual
a 0,40 cm de tal forma que, quando movimenta a
mão esquerda para a frente e a direita para trás,
em direção horizontal, imprime ao lápis um rápido
movimento de rotação. O lápis gira, mantendo seu
eixo fixo na direção vertical, como mostra a figura ao
lado. Realizando diversos deslocamentos sucessivos
e medindo o tempo necessário para executá-los, o
jovem conclui que pode deslocar a ponta dos dedos
de sua mão direita de uma distância L = 15 cm, com
velocidade constante, em aproximadamente 0,30 s.
4π.
L
2
02. (PUC-CAMP) Em uma bicicleta o ciclista pedala na
coroa e o movimento é transmitido à catraca pela
corrente. A frequência de giro da catraca é igual à da
roda. Supondo os diâmetros da coroa, catraca e roda
iguais, respectivamente, a 15 cm, 5,0 cm e 60 cm, a
velocidade dessa bicicleta, em m/s, quando o ciclista
gira a coroa a 80 rpm, tem módulo mais próximo de:
L
Roda
Podemos afirmar que, enquanto gira num sentido, o
número de rotações por segundo executadas pelo
lápis é aproximadamente igual a:
Coroa
Catraca
a)
5.
b)
8.
a)
5.
c)
10.
b)
7.
d)
12.
c)
9.
e)
20.
d)
11.
e)
14.
A escolha de quem pensa.
1
ENSINO MÉDIO
04. (PUC-CAMP) Dois corredores percorrem um pista
circular de comprimento 600 m, partindo do mesmo
ponto e no mesmo instante. Se a percorrerem no
mesmo sentido, o primeiro encontro entre eles
acontecerá depois de 5,0 minutos. Se a percorrerem
em sentidos opostos, o primeiro encontro ocorrerá
1,0 minuto após a partida. Admitindo constantes as
velocidades dos corredores, em módulo e em m/s,
seus valores serão, respectivamente:
06. (UFRN) Satélites de comunicação captam, amplificam e retransmitem ondas eletromagnéticas. Eles
são normalmente operados em órbitas que lhes
possibilitam permanecer imóveis em relação às antenas transmissoras e receptoras fixas na superfície
da Terra. Essas órbitas são chamadas geoestacionárias e situam-se a uma distância fixa do centro
da Terra.
a)
5,0 e 5,0.
b)
6,0 e 4,0.
A partir do que foi descrito, pode-se afirmar que, em
relação ao centro da Terra, esse tipo de satélite e
essas antenas terão:
c)
8,0 e 6,0.
a)
d)
10 e 5,0.
a mesma velocidade linear, mas períodos de
rotação diferentes.
e)
12 e 6,0.
b)
a mesma velocidade angular e o mesmo
período de rotação.
c)
a mesma velocidade angular, mas períodos de
rotação diferentes.
d)
a mesma velocidade linear e o mesmo período
de rotação.
05. (FUVEST) A Estação Espacial Internacional mantém atualmente uma órbita circular em torno da
Terra, de tal forma que permanece sempre em um
plano, normal a uma direção fixa no espaço. Esse
plano contém o centro da Terra e faz um ângulo de
40° com o eixo de rotação da Terra. Em um certo
momento, a Estação passa sobre Macapá, que se
encontra na linha do Equador. Depois de uma volta
completa em sua órbita, a Estação passará novamente sobre o Equador em um ponto que está a
uma distância de Macapá de, aproximadamente:
Eixo de rotação da Terra
N
40°
07. (UEM) O diagrama abaixo mostra um brinquedo
giratório de parque de diversões visto de cima. Na
posição A, encontra-se uma pessoa que gira a uma
velocidade de aproximadamente 10 m/s. Em um
certo momento do giro, o pavimento do brinquedo
cai e a pessoa permanece contra a parede sem cair.
Qual vetor melhor representa a direção e o sentido
da aceleração centrípeta da pessoa no ponto A?
Plano de
órbita da
estação
R
Equador
Macapá
Pessoa
A
S
Qual vetor melhor representa a direção e o sentido
da aceleração centrípeta da pessoa no ponto A?
Dados da Estação: Período aproximado: 90 minutos
Altura acima da Terra ≈ 350 km
Dados da Terra: Circunferência no Equador ≈ 40.000 km.
a)
a)
zero km.
b)
b)
500 km.
c)
1.000 km.
d)
2.500 km.
e)
5.000 km.
c)
d)
e)
2
A escolha de quem pensa.
ENSINO MÉDIO
10. Um cidadão brasileiro resolve construir uma
bicicleta com objetivo de contribuir para a melhoria
da qualidade do ar e de sua própria saúde. A
bicicleta possui uma corrente que liga uma coroa
dentada dianteira (D) movimentada pelos pedais, a
uma coroa localizada no eixo da roda traseira (T). O
rendimento da roda traseira depende do tamanho
relativo das coroas.
08. (UTFPR) O disco a seguir figurado efetua um
movimento circular uniforme em torno de um eixo
que passa pelo seu centro (ponto O). Os pontos P e
Q, assinalados na figura, estão fixos ao disco.
Q
P
Dos esquemas das coroas representadas a seguir,
a roda traseira que dá o maior número de voltas por
pedaladas é:
O
a)
Com relação a essa situação, são feitas as seguintes
afirmações.
I)
Os pontos P e Q possuem mesma velocidade
angular.
II)
O ponto Q possui maior velocidade tangencial.
III) Os pontos P e Q possuem mesma aceleração
centrípeta.
T
Podemos afirmar que:
a)
apenas as afirmativas I e II estão corretas.
b)
apenas as afirmativas I e III estão corretas.
c)
T
apenas as afirmativas II e III estão corretas.
d)
apenas a afirmativa II está correta.
e)
todas as afirmativas estão corretas.
09. (UTFPR) Calcular um valor aproximado para a
velocidade orbital da Terra, VT, em torno do Sol,
considerando as seguintes informações:
I)
a luz proveniente do Sol leva aproximadamente
8 minutos para chegar até a Terra.
II)
a órbita anual da Terra em torno do Sol pode
ser considerada aproximadamente uma circunferência.
III) a velocidade da luz no vácuo é aproximadamente
3 . 108 m/s.
a)
VT = 3,9 . 1010 km/s.
b)
VT = 2,9 . 104 km/s.
c)
VT = 2,9 . 108 m/s.
d)
VT = 1,9 . 101 m/s.
e)
VT = 2,9 . 104 m/s.
A escolha de quem pensa.
T b)
T c)
T
D
D
T
T
D
T
D
T
D
D
T
T
D
D
D
T
TT
D
DD
T
D
DD
TT
DD
TT
D
D
T
D
T
D
D
T
D
T
D
d)
T
e)
T
D
11. (UFPR) Recentemente, o ônibus espacial Discovery
levou tripulantes ao espaço para realizarem reparos
na estação espacial internacional. A missão foi
bem-sucedida e o retorno ocorreu com segurança.
Antes de retornar, a nave orbitou a Terra a cerca de
400 km de altitude em relação a sua superfície, com
uma velocidade tangencial de módulo 26.000 km/h.
Considerando que a órbita foi circular e que o raio
da Terra vale 6.400 km, qual foi o número de voltas
completas dadas em torno da Terra num período de
6,8 π horas?
a)
13.
b)
10.
c)
15.
d)
17.
e)
12.
3
ENSINO MÉDIO
12. (UTFPR) Para medição da velocidade de um
automóvel é necessário o uso do odômetro
(equipamento que mede a distância percorrida).
Considerando que o pneu de um carro apresenta
diâmetro de 50 cm e executa 540 rotações a cada
minuto, podemos afirmar que a velocidade do carro
será de aproximadamente:
15. (PUC-RIO) O centro de um furacão se desloca com
uma velocidade de 150 km/h na direção norte-sul
seguindo para o norte. A massa gasosa desse
furacão realiza uma rotação ao redor de seu centro
no sentido horário com raio R = 100 km. Determine a
velocidade de rotação da massa gasosa do furacão
em rad/h, sabendo que a velocidade do vento medida
por repórteres em repouso, nas extremidades leste
e oeste do furacão, é de 100 km/h e 200 km/h,
respectivamente.
a)
50 km/h.
b)
60 km/h.
c)
70 km/h.
a)
0,1.
d)
80 km/h.
b)
0,5.
e)
90 km/h.
c)
1,0.
d)
1,5.
e)
2,0.
13. (UTFPR) Numa pista de “autorama”, dois carrinhos,
A e B, com velocidades respectivamente iguais a
2π m/s e 3π m/s, percorrem uma pista circular de
raio 6 metros. Se eles percorrem a pista no mesmo
sentido, assinale a alternativa correta.
π
a) A velocidade angular do carrinho B é igual a rad/s.
3
b) A frequência do carrinho A é igual a 0,25 Hz.
c)
O período do carrinho B é igual a 6 s.
d)
O carrinho A é ultrapassado a cada 12 s.
e)
A velocidade relativa entre os carrinhos é 5π m/s.
14. (UEM) Considere as informações a seguir.
I)
O número de Avogadro é 6,02 . 10 .
II)
A massa de um grão de soja é aproximadamente 0,2 g.
23
III) A massa de uma saca de soja é 60 kg.
IV) O perímetro da linha do equador é aproximadamente 40.000 km.
V) Uma carreta de 30 m de comprimento transporta 500 sacas de soja.
Imagine que carretas carregadas com o número de
Avogadro de grãos de soja fossem colocadas uma
após a outra sobre a linha do equador, sem espaço entre elas. O número de voltas que essas carretas dariam
em torno do equador seria aproximadamente de:
a)
3 bilhões.
b)
300 milhões.
c)
30 milhões.
d)
3 milhões.
e)
300 mil.
16. (UEM) Duas polias, A e B, de raios R1 = 10 cm e
R2 = 20 cm, giram acopladas por uma correia de
massa desprezível que não desliza, e a polia A gira
com uma frequência de rotação de 20 rpm. Assinale
a(s) alternativa(s) correta(s).
(01) A velocidade de qualquer ponto P da correia é
aproximadamente 0,21 m/s.
(02) A frequência angular de rotação da polia B é
2,0 rad/s.
(04)A razão entre as frequências de rotação das
polias A e B é 2.
(08) O período de rotação da polia A é 3,0 s.
(16)A aceleração centrípeta experimentada por
uma partícula de massa m, colocada na
extremidade da polia A (borda mais externa),
é maior do que se a mesma partícula fosse
colocada na extremidade da polia B.
17. (UFSCAR – Adaptada) Para possibilitar o translado
da fábrica até a construção, o concreto precisa ser
mantido em constante agitação. É por esse motivo
que as betoneiras, quando carregadas, mantêm seu
tambor misturador sob rotação constante de 4 rpm.
Esse movimento só é possível devido ao engate por
correntes de duas engrenagens, uma grande, presa
ao tambor e de diâmetro 1,2 m, e outra pequena, de
diâmetro 0,4 m, conectada solidariamente a um motor.
Na obra, para que a betoneira descarregue seu conteúdo, o tambor é posto em rotação inversa, com
velocidade angular 5 vezes maior que a aplicada durante o transporte. Nesse momento, a frequência de
rotação do eixo da engrenagem menor, em rpm., é:
4
A escolha de quem pensa.
ENSINO MÉDIO
a)
40.
b)
45.
c)
50.
d)
55.
e)
60.
20. (UFSC) Um carro com velocidade de módulo
constante de 20 m/s percorre a trajetória descrita na
figura, sendo que de A a C a trajetória é retilínea e
de D a F é circular, no sentido indicado.
A
18. (UNESP) Pesquisadores têm observado que a
capacidade de fertilização dos espermatozoides
é reduzida quando estas células reprodutoras
são submetidas a situações de intenso campo
gravitacional, que podem ser simuladas usando
centrífugas. Em geral, uma centrífuga faz girar
diversos tubos de ensaio ao mesmo tempo; a figura
representa uma centrífuga em alta rotação, vista de
cima, com quatro tubos de ensaio praticamente no
plano horizontal.
9,0 m
C
B
VA
VB
VC
D
V
D
E
VE
F
VF
Assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
(01) O carro tem movimento uniforme de A até C.
(02) O carro tem movimento uniforme de A até F.
(04) O carro tem aceleração de A até C.
(08) O carro tem aceleração de D até F.
(16) O carro tem movimento retilíneo uniformemente
variado de D até F.
21. Considere as rodas de transmissão, A e B, de uma
bicicleta, mostradas na figura deste problema.
As amostras são acomodadas no fundo de cada
um dos tubos de ensaio e a distância do eixo da
centrífuga até os extremos dos tubos em rotação
é 9,0 cm. Considerando g = 10 m/s2, calcule a
velocidade angular da centrífuga para gerar o efeito
de uma aceleração gravitacional de 8,1 g.
19. (UFPR) Em 10 de setembro de 2008, a Organização
Europeia para Pesquisa Nuclear (sigla internacional
CERN) ligou pela primeira vez o acelerador de
partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, em
inglês), máquina com a qual se espera descobrir
partículas elementares que comprovarão ou não o
modelo atual das partículas nucleares.
O colisor foi construído em um gigantesco túnel
circular de 27 km de comprimento, situado sob
a fronteira entre a Suíça e a França e a uma
profundidade de 50 a 120 m. Prótons são injetados
no tubo circular do LHC e, após algum tempo em
movimento, atingem velocidades próximas à da luz
no vácuo (c). Supondo que após algumas voltas os
prótons atinjam a velocidade constante de 0,18 c,
com base nas informações acima e desprezando os
efeitos relativísticos, determine:
a)
Quantas voltas os prótons dariam ao longo do
túnel no intervalo de um minuto.
b)
A velocidade angular desses prótons.
A escolha de quem pensa.
B
C
A
Como você sabe, a engrenagem B é ligada à roda
traseira C, girando juntamente com ela quando o
ciclista está pedalando. Supondo que isto esteja
ocorrendo, responda:
a)
A velocidade linear de um ponto na periferia
de A é maior, menor ou igual à de um ponto na
periferia de B?
b)
A velocidade angular de A é maior, menor ou
igual à velocidade angular de B?
c)
A velocidade angular de B é maior, menor ou
igual à velocidade angular de C?
d)
A velocidade linear de um ponto na periferia
de B é maior, menor ou igual à de um ponto na
periferia de C?
5
ENSINO MÉDIO
22. (UFPR) 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 20 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 p = 3.
a)
0,25 rpm.
b)
2,50 rpm.
c)
5,00 rpm.
d)
25,0 rpm.
e)
50,0 rpm.
Gabarito
01.
C
02.
B
03.
E
04.
B
05.
D
06.
B
07.
A
08.
A
09.
E
10.
D
11.
A
12.
A
13.
D
14.
A
15.
B
16.
29
17.
E
18.
30
19.
*
20.
11
21.
*
22.
E
23.
29
19.*
a)
b)
1,2 . 105 voltas.
4p . 103 rad/s.
a)
b)
c)
d)
igual.
menor.
igual.
menor.
21.*
23. (UEM) Duas polias, A e B, de raios R1 = 10 cm e
R2 = 20 cm, giram acopladas por uma correia de
massa desprezível que não desliza, e a polia A gira
com uma frequência de rotação de 20 rpm. Assinale
a(s) alternativa(s) correta(s).
(01) A velocidade de qualquer ponto P da correia é
aproximadamente 0,21 m/s.
(02) A frequência angular de rotação da polia B é
2,0 rad/s.
(04)A razão entre as frequências de rotação das
polias A e B é 2.
(08) O período de rotação da polia A é 3,0 s.
(16)A aceleração centrípeta experimentada por
uma partícula de massa m, colocada na extremidade da polia A (borda mais externa), é
maior do que se a mesma partícula fosse colocada na extremidade da polia B.
6
A escolha de quem pensa.