Polícia Rodoviária Federal Física Aula 2 de 5 Prof. Dirceu Pereira UNIDADE 2 - MOVIMENTO VERTICAL NO VÁCUO 1) (UFJF-MG) Um astronauta está na superfície da Lua quando solta, simultaneamente, duas bolas maciças, uma de chumbo e outra de madeira, de uma altura de 2,0 m em relação à superfície. Nesse caso, podemos afirmar que: a) a bola de chumbo chegará ao chão um pouco antes da bola de madeira, mas perceptivelmente antes. b) a bola de chumbo chegará ao chão um pouco depois da bola de madeira, mas perceptivelmente depois. c) a bola de chumbo chegará ao chão ao mesmo tempo que a bola de madeira. d) a bola de chumbo chegará ao chão bem antes da bola de madeira. e) a bola de chumbo chegará ao chão bem depois da bola de madeira. 2) (UFSM-RS) Um corpo é atirado verticalmente para cima, a partir do solo, com uma velocidade de 20 m/s. Considerando a aceleração gravitacional g = 10 m/s² e desprezando a resistência do ar, a altura máxima, em metros, alcançada pelo corpo é: a) 15 b) 20 c) 30 d) 60 e) 75 3) (Ceuma-SP) Um objeto foi jogado verticalmente para cima e atingiu uma altura de 125 m. Adotando-se g = 10 m/s², o tempo de sua permanência no ar foi de: a) 2,0 s b) 7,5 s c) 8,0 s d) 10,0 s e) 12,5s 4) (Unitau-SP) Um modelo de foguete é impulsionado verticalmente para cima, com aceleração constante de 50 m/s². O motor pára de funcionar após 4 s do lançamento. Em que altura está o foguete, quando o motor pára: a) 100 m b) 250 m c) 300 m d) 350 m e) 400 m 5) (Unicamp-SP) Uma torneira, situada a uma altura de 1,0 m acima do solo, pinga lentamente à razão de 3 gotas por minuto. a) Com que velocidade uma gota atinge o solo? b) Que intervalo de tempo separa as batidas de 2 gotas consecutivas no solo? Considere, para simplificar, g = 10 m/s². 6) (UFRJ-RJ) Um corpo em queda livre percorre uma certa distância vertical em 2 s; logo, a distância percorrida em 6 s será: a) dupla b) tripla c) seis vezes maior d) nove vezes maior e) doze vezes maior 7) (Mackenzie) Joãozinho abandona do alto de uma torre um corpo a partir do repouso. Durante a queda livre, com g constante, ele observa que nos dois primeiros segundos o corpo percorre a distância D. A distância percorrida pelo corpo nos 4 s seguintes será: a) 4D b) 5D c) 6D d) 8D e) 9D 8) (PUC-Campinas) Um móvel é abandonado em queda livre percorrendo, a partir do repouso, uma distância durante o primeiro segundo de movimento. Durante o terceiro segundo de movimento, esse móvel percorre uma distância: a) 3d b) 3d c) 5d d) 7d e) 9d 9) (Unitau-SP) Na questão 4, desprezando a resistência do ar e usando g = 10 m/s², podemos dizer corretamente que a altura máxima atingida pelo foguete é: a) 1.800 m e) 4.000 m b) 2.400 m c) 3.000 m d) 3.500 m 10) (UFPA) Em um local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s², deixa-se cair livremente uma pedra de uma altura de 125 m em relação ao solo. Dois segundos depois, uma segunda pedra é atirada verticalmente da mesma altura. Sabendo-se que essas duas pedras atingiram o solo ao mesmo tempo, a velocidade com que a segunda pedra foi atirada vale: a) 12,3 m/s e) 57,5 m/s GABARITO 1) c 2) b 7) d 8) c b) 26,6 m/s 3) d 4) e 9) b 10) b c) 32 m/s d) 41,2 m/s 5) a) 4,5 m/s b) 20 s 6) d UNIDADE 2 - LANÇAMENTO HORIZ. NO VÁCUO 1) (PUC-MG) Uma esfera é lançada com velocidade horizontal de 5,0 m/s de uma plataforma de altura 1,8 m. Ela deve cair dentro de um pequeno frasco colocado no solo a uma distância x do pé da plataforma. A distância x deve ser de, aproximadamente: a) 1,0 m b) 2,0 m c)2,5 m d) 3,0 m e) 3,5 m 2) (UFG-GO) Uma esfera rola sobre uma mesa horizontal, abandona essa mesa com uma velocidade horizontal v0 e toca o solo após 1 s. Sabendo que a distância horizontal percorrida pela bola é igual à altura da mesa, a velocidade v0 considerando g = 10 m/s², é de: a) 1,25 m/s d) 5,00 m/s b) 10,00 m/s e) 2,50 m/s c) 20,00 m/s 3) (UFMG-MG) Uma pessoa observa o movimento parabólico de uma pedra lançada horizontalmente com velocidade v0. A pessoa poderia ver a pedra cair verticalmente se se deslocasse: a) com velocidade v= 2v0, paralela a v0 e no mesmo sentido. b) com velocidade v= v0, paralela a v0 e no sentido oposto. c) com velocidade v= v0, paralela a v0 e no mesmo sentido. d) com velocidade v= 2v0, paralela a v0 e no sentido oposto. Neste curso os melhores alunos estão sendo preparados pelos melhores Professores 1 Polícia Rodoviária Federal Física Aula 2 de 5 Prof. Dirceu Pereira e) com velocidade v= v0, em qualquer direção e em qualquer sentido. 4) (PUC-RJ) Na ausência de resistência do ar, um objeto largado sob um avião voando em linha reta horizontal com velocidade constante: a) subirá acima do avião e depois cairá. b) rapidamente ficará para trás.. c) rapidamente ultrapassará o avião. d) oscilará para frente e para trás do avião. e) permanecerá sob o avião. a) 2 < v < 3 d) 1 < v < 4 b) 2 < v < 5 e) 1 < v < 5 c) 1 < v < 3 GABARITO 1) d 2) d 3) c 4) e 5) b 6) 50 m/s 7) a 8) 5,0 m/s 9) a) 20 s b) 5.000 m c) ≈ 320 m/s 10) d UNIDADE 2 - LANÇAMENTO OBLÍQUO NO VÁCUO 5) (PUC-MG) De um lugar situado a 125 m acima do solo lança-se um corpo, horizontalmente, com velocidade igual a 10 m/s e g = 10 m/s². Podemos afirmar que o alcance e o tempo gasto para o corpo atingir o solo valem respectivamente: a) 100 m e 5 s b) 50 m e 5 s c) 100 m e 5 s d) 150 m e 20 s e) 75 m e 5 s 6) Um homem sobre uma plataforma aponta sua arma na direção de um objeto parado no ar e situado na mesma horizontal a 200 m de distância. No instante em que a arma é disparada, o objeto, que inicialmente se encontrava a 80 m do solo, inicia seu movimento de queda. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s², determine a velocidade mínima que deve ter a bala para atingir o objeto. 1) (Mackenzie-SP) Um corpo, A, é lançado obliquamente para cima de um ponto P do solo horizontal, com velocidade que forma 60º com o solo. No mesmo instante, outro corpo, B, apoiado no solo, passa por P com velocidade constante de 10 m/s, descrevendo sua trajetória ao longo do solo. Despreze todas as forças resistivas e adote g = 10 m/s². Para que o corpo A se encontre novamente com B, a sua velocidade inicial deve ter módulo igual a: a) 20 m/s e) 5 m/s b) 15 m/s c) 10 m/s d) 8 m/s 3 ; cos 60º = 0,50 ) 2 (UFPA) A figura representa um projétil, que é lançado do ponto A segundo um ângulo de 30º com a horizontal, com uma velocidade v0 = 100 m/s, atingindo o ponto D. (Dados: AB = 40 m, BC = 55 m; g = 10 m/s²; sen30º = 0,5; cos30º = 0,866.) (Dados: sen60 º = 7) (Fuvest-SP) Um motociclista de motocross move-se com velocidade v = 10 m/s, sobre uma superfície plana horizontal, até atingir uma rampa em declive de 45º com a horizontal com início em um ponto A (ponto que marca o fim da superfície plana horizontal e o início da rampa). A trajetória do motociclista deverá atingir novamente a rampa a uma distância horizontal D, do ponto A, aproximadamente igual a: a) 20 m b) 15 m c) 10 m d) 7,5 m e) 5 m 8) (UFPR) Uma bola rola sobre uma mesa horizontal de 1,225 m de altura e vai cair num ponto do solo situado à uma distância de 2,5 m medida horizontalmente a partir da beirada da mesa. Qual é a velocidade da bola, em m/s, no instante em que ela abandona a mesa? Adote g = 9,8 m/s². 9) Um avião voa horizontalmente a 2.000 m de altura com velocidade de 250 m/s no instante em que abandona uma pacote. Adote g = 10 m/s² e despreze a ação do ar. Determine: a) o tempo de queda do pacote. b) a distância que o pacote percorre na direção horizontal desde o lançamento até o instante em que atinge os solo. c) o módulo da velocidade do pacote ao atingir o solo. 10) (PUC-SP) Uma correia localizada a 5 m de altura em relação ao solo, transporta minério lançando-o em um recipiente cilíndrico aberto, localizado no solo, com raio de 2 m e centro distante 3 m do ponto de lançamento na direção horizontal. A velocidade da correia é constante e a aceleração local da gravidade é 10 m/s². Para que todo o minério caia dentro do recipiente, a velocidade v da correia, dada em m/s, deve satisfazer a desigualdade: Com as informações acima, responda os testes 2 e 3 seguintes. 2) O tempo que o projétil levou para atingir o ponto D, em segundos, vale: a) 5,3 b) 7,8 c) 11 d) 12,6 e) 16,2 3) A distância CD, em metros, vale: a) 418,98 b) 458,98 e) 1.051,16 c) 692,86 d) 912,60 4) (Unip-SP) Em um local onde o efeito do ar é desprezível e g = 10 m/s², uma bola de tênis é golpeada por um tamboréu, adquirindo uma velocidade de módulo 10 m/s, quando estava a uma altura de 1,0 m acima do chão. A altura máxima atingida pela bola, medida a partir do chão, foi de 4,75 m. A velocidade da bola, no ponto mais alto de sua trajetória, tem módulo igual a : a) 5,0 m/s e) 1,0 m/s b) 10 m/s c) zero d) 2,5 m/s 5) (PUC-SP) Um garoto parado num plano horizontal, a 3 m de uma parede, chuta uma bola, comunicando-lhe Neste curso os melhores alunos estão sendo preparados pelos melhores Professores 2 Polícia Rodoviária Federal Física Aula 2 de 5 Prof. Dirceu Pereira velocidade de 10 m/s, de tal modo que sua direção forma, com a horizontal, um ângulo de 45º (dados: sen45º = ccos45º = 0,7). A aceleração da gravidade no local é 10 m/s² e a resistência do ar pode ser desprezada. Determine: a) o instante em que a bola atinge a parede. b) a altura do ponto da parede atingido pela bola. c) a velocidade da bola no instante do impacto. 6) (UEL-PR) Um corpo é lançado para cima, com velocidade inicial de 50 m/s, numa direção que forma um ângulo de 60º com a horizontal (dados: sen60º = 0,87; cos60º = 0,50). Desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que no ponto mais alto da trajetória a velocidade do corpo, em m/s, será: a) 5 b) 10 c) 25 d) 40 e) 50 7) (FEI-SP) Uma bola é arremessada para um garoto, distante 60 m, a uma velocidade de 20 m/s e fazendo um ângulo de 45º com a horizontal. Com que velocidade e em qual direção e sentido o garoto deve correr para conseguir apanhar a bola na mesma altura em que foi lançada? Adote g = 10 m/s² e despreze os efeitos do ar. 2 ) (Dados: sen45º = cos45º = 2 8) (Faap-SP) Um projétil lançado para cima, sob um ângulo de 60º com a horizontal, tem velocidade de 30 m/s no ponto culminante de sua trajetória. Calcule a velocidade do projétil ao retornar ao solo. (Dados: sen60º = 0,87; cos60º = 0,50) 9) (Unifor-CE) Um dublê de cinema deve correr pelo telhado de um prédio e saltar horizontalmente para o telhado de outro prédio, 5,0 m mais abaixo. A distância horizontal que separa os prédios é de 5,5 m. Considere g = 10 m/s². O dublê poderá tentar a façanha se conseguir correr no telhado com a velocidade ligeiramente superior, em m/s, a: a) 3,5 b) 4,5 c) 5,5 d) 6,5 e) 7,5 10) (UERJ-RJ) Um projétil é lançado segundo um ângulo de 30º com a horizontal e com uma velocidade de 200 m/s. Supondo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e desprezando a resistência do ar, concluímos que o menor tempo gasto por ele para atingir a altura de 480 m acima do ponto lançamento será de: a) 8 s b) 10 s c) 9 s GABARITO 1) a 2) c 3) d 4) a 5) a) ≈ 0,43 s b) ≈ 2,1 m 6) c d) 14 s e) 12 s c) ≈ 7,5 m 7) 5 2 m/s, aproximando-se do local do arremesso 8) 60 m/s 9) c 10) a a) 5 m/s b) 6 m/s e) 150 m/s c) 25 m/s d) 30 m/s 2) (UFPE-PE) Um objeto de 2,0 kg descreve uma trajetória retilínea, que obedece à equação horária s = 7,0 ⋅ t 2 + 3,0 ⋅ t + 5,0 , na qual s é medido em metros e t em segundos. O módulo da força resultante que está atuando sobre o objeto é, em N: a) 10 b) 17 c) 19 d) 28 e) 35 3) (ENEM-MEC) O peso de um corpo é uma grandeza física: a) b) c) d) e) que não varia com o local onde o corpo se encontra. cuja unidade de medida é o quilograma. caracterizada pela quantidade de matéria que o corpo encerra. que mede a intensidade da força de reação de apoio. cuja intensidade é o produto da massa do corpo pela aceleração da gravidade local. (FATEC-SP) O enunciado a seguir corresponde aos testes 4 e 5. O bloco A da figura tem massa mA = 80 kg e r o bloco B tem massa mB = 20 kg. A força F tem intensidade de 600 N. Os atritos e as inércias do fio e da polia são desprezíveis. (Considere g = 10 m/s².) 4) A aceleração do bloco B é: a) nula b) 4,0 m/s² para baixo. c) 4,0 m/s² para cima. d) 2,0 m/s² para baixo. e) 4,0 m/s² para cima. 5) A intensidade da força que traciona o fio é: a) nula b) 200 N c) 400 N e) nenhuma das anteriores d) 600 N 6) (Cesgranrio-RJ) Um corpo de peso P encontra-se em r equilíbrio, devido à ação da força F , como indica a figura abaixo. Os pontos A, B e C são os pontos de contato entre os fios e a superfície. A força que a superfície exerce sobre os fios nos pontos A, B e C são respectivamente: UNIDADE 3 – LEIS DE NEWTON 1) (UFRGS-RS) Um corpo de massa igual a 5 kg, inicialmente em repouso, sofre a ação de uma força resultante constante de 30 N. Qual é a velocidade do corpo depois de 5 s? Neste curso os melhores alunos estão sendo preparados pelos melhores Professores 3 Polícia Rodoviária Federal Física Aula 2 de 5 Prof. Dirceu Pereira e) P P P a) , , 8 4 2 P P P b) , , 8 2 4 P P P c) , , 2 4 8 P P d) P, , 2 4 e) iguais a P 10) (UEL-PR) Numa situação de emergência, um bombeiro precisa retirar do alto de um prédio, usando uma corda, um adolescente de 40 kg. A corda suporta, no máximo, 300 N. Uma alternativa é fazer com que o adolescente desça com uma certa aceleração, para que a tensão na corda não supere o seu limite. Sob essas condições e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², qual deve ser o módulo dessa aceleração? 7) (UFMG) Uma pessoa está empurrando um caixote. A força que essa pessoa exerce sobre o caixote é igual e contrária à força que o caixote exerce sobre ela. Com relação a essa situação, assinale a afirmativa correta: a) b) c) d) a pessoa poderá mover o caixote porque aplica a força sobre o caixote antes de ele poder anular essa força. a pessoa poderá mover o caixote porque as forças citadas não atuam no mesmo corpo. a pessoa poderá mover o caixote se tiver uma massa maior do que a massa do caixote. a pessoa terá grande dificuldade para mover o caixote, pois nunca consegue exercer uma força sobre ele maior do que a força que esse caixote exerce sobre ela. 8) (Escola Naval-RJ) Sejam a1 e a3 os módulos das acelerações dos blocos de massa M1 e M3, respectivamente. Encontre a relação entre a1 e a3, sabendo-se que M1 = M3 = M2/3. Despreze todos os atritos e as massas das roldanas. a) a 1 = b) a 1 = c) a 1 = d) a 1 = e) a 1 = 6 ⋅ a3 5 5 ⋅ a3 6 2 ⋅ a3 3 4 ⋅ a3 5 3 ⋅ a3 2 9) (Unifesp-SP) 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) b) c) d) quando o elevador sobe ou desce em uniforme. apenas quando o elevador sobe em uniforme. apenas quando o elevador desce em uniforme. quando o elevador sobe ou desce em variado. apenas quando o elevador sobe em movimento variado. a) 17,5 m/s² d) 2,5 m/s² GABARITO 1) d 2) d 9) d 10) d b) 1,3 m/s² e) 9,5 m/s² 3) e 4) c 5) e c) 7,5 m/s² 6) a 7) b 8) a UNIDADE 3 – FORÇA DE ATRITO 1) (UFPA-PA) Um menino empurra um caixote A, de massa igual a 10 kg, sobre um piso plano e horizontal, aplicando uma força também horizontal de intensidade igual a 100 N. A partir de certo ponto, o caixote A encosta em outro, idêntico, B, e o menino segue empurrando os dois com a mesma força. Considerando o coeficiente de atrito dinâmico entre os caixotes e o piso igual a o,2, calcule a aceleração do caixote A antes de encostar em B e a aceleração do conjunto AB algum tempo depois de A ter encostado em B. r r 2) (Fatec-SP) F1 e F2 são forças horizontais de intensidade 30 N e 10 N, respectivamente, conforme a figura. Sendo a massa de A igual a 3 kg, a massa de B igual a 2 kg, g = 10 m/s² e 0,3 o coeficiente de atrito dinâmico entre os blocos e a superfície, a força de contato entre os blocos tem intensidade: a) 24 N b) 30 N c) 40 N d) 10 N e) 18 N 3) (Uesb-BA) O bloco A, de massa 5,0 kg, sobe o plano inclinado representado na figura abaixo com velocidade constante de 2,0 m/s. O coeficiente de atrito entre o bloco A e o plano inclinado vale 0,50. movimento movimento movimento movimento Neste curso os melhores alunos estão sendo preparados pelos melhores Professores 4 Polícia Rodoviária Federal Prof. Dirceu Pereira Física Aula 2 de 5 São dados: g = 10 m/s², sen37º = 0,60 e cos37º = 0,80. Nessas condições, a massa do bloco B, em kg, vale: a) 10,0 b) 8,0 c) 6,0 d) 5,0 e) 4,0 4) (FEI-SP) Na figura, os fios e as polias são ideais e os corpos (1) e (2) de mesma massa M são abandonados do repouso. Considere g = 10 m/s². A aceleração a 1 do bloco 1 e a 2 do bloco (2) tem valores: a) a1 = 4 m / s 2 para baixo e a 2 = 2 m / s 2 para cima; b) a1 = 4 m / s 2 para cima e a 2 = 2 m / s 2 para baixo; c) a1 = 2 m / s 2 para baixo e a 2 = 4 m / s 2 para cima; d) a1 = 2 m / s 2 para cima e a 2 = 4 m / s 2 para baixo; e) os dois têm o mesmo valor de aceleração, mas de sentidos opostos. 5) (Olimpíada Brasileira de Física) Um bloco desliza sobre um plano inclinado com atrito (ver figura). No ponto A, a velocidade é VA = 2 m/s, e no ponto B, distando 1 m do ponto A ao longo do plano, VB = 3 m/s. Obtenha o valor do coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano. a) 3 e) 3− b) 3 2 c) 3 +1 2 d) 3+ 1 2 1 2 GABARITO 1) 8,0 m/s² e 3,0 m/s² 2) e 3) d 4) d 5) e Neste curso os melhores alunos estão sendo preparados pelos melhores Professores 5