FISICA - LIVRO – IV -SUPLEMENTO DIGITAL- Se Deus é brasileiro, como dizem, Papai do Céu deve estar meio descontente com muitas coisas por aqui... Você sabia que o Brasil é o país mais atingido por raios, do mundo? E é campeão também em mortes por queda de raio e prejuízos econômicos causados por tempestade, segundo pesquisa divulgada em 5 de novembro de 2009. O Instituto Brasileiro de Estudos Espaciais mapeou a incidência de raios com dados de satélites e concluiu que o país recebe, em média, 70 milhões de raios por ano. Ou seja, duas ou três descargas elétricas por segundo! Esqueça, portanto, aquele costume antigo de dizer: "Ah, quero que um raio caia agora sobre a minha cabeça se estiver mentindo..." Porque, qualquer hora dessas, pode acontecer mesmo. Ou, por via das dúvidas, talvez seja bom primeiro verificar se já inventaram um capacete com pára-raios! http://www.picarelli.com.br/clipping/clip101102b.htm Esse é o Livro – IV digital de Física com matérias e testes complementares extraídos de livros, sites e blogs ligados a educação na área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias. 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São realizadas as seguintes operações: 1•) Toca-se C em B, com A mantida à distância, e em seguida separa-se C de B; 2•) Toca-se C em A, com B mantida à distância, e em seguida separa-se C de A; 3•) Toca-se A em B, com C mantida à distância, e em seguida separa-se A de B. A respeito do descrito são feitas as seguintes afirmações: I. Os fios de cabelo da garota adquirem cargas elétricas de mesmo sinal e por isso se repelem. II. O clima seco facilita a ocorrência do fenômeno observado no cabelo da garota. III. A garota conseguiria o mesmo efeito em seu cabelo, se na figura sua mão apenas se aproximasse da esfera de metal sem tocá-la. Está correto o que se lê em a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 02 – Cada uma das figuras a seguir representa duas bolas metálicas de massas iguais, em repouso, suspensas por fios isolantes. As bolas podem estar carregadas eletricamente. O sinal da carga está indicado em cada uma delas. A ausência de sinal indica que a bola está descarregada. O ângulo do fio com a vertical depende do peso da bola e da força elétrica devido à bola vizinha. Indique em cada caso se a figura está certa ou errada. Podemos afirmar que a carga final da esfera A vale: a) zero b) + Q/2 c) - Q/4 d) + Q/6 e) - Q/8 04 – Dois objetos metálicos esféricos idênticos, contendo cargas elétricas de 1 C e de 5 C, são colocados em contato e depois afastados a uma distância de 3 m. Considerando a Constante de 9 2 2 Coulomb k = 9×10 N m /C , podemos dizer que a força que atua entre as cargas após o contato é: 9 a) atrativa e tem módulo 3 ×10 N. 9 b) atrativa e tem módulo 9 × 10 N. 9 c) repulsiva e tem módulo 3 × 10 N. 9 d) repulsiva e tem módulo 9 × 10 N. e) zero. 05 – Três esferas condutoras idênticas A, B e C estão sobre tripés isolantes. A esfera A tem inicialmente carga elétrica de 6,4 μ C, enquanto B e C estão neutras. Encostam-se as esferas A e B até o equilíbrio eletrostático e separam-se as esferas. Após isso, o procedimento é repetido, desta feita com as esferas -19 B e C. Sendo a carga elementar 1,6.10 C, o número total de elétrons que, nessas duas operações, passam de uma esfera a outra é 13 a) 1,0x10 13 b) 2,0x10 13 c) 3,0x10 13 d) 4,0x10 13 e) 8,0x10 Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados FISICA – IV – Suplemento Digital Grandes Mestres Gregor Mendel 06 – Sobre eletrostática e seus conceitos básicos: a) Para que um corpo atraia outro, necessariamente, devem ter cargas de sinais contrários. Prof Paulo Bahiense e Naldo 2 09 – Duas esferas idênticas, carregadas com cargas Q = 30 μ C, estão suspensas a partir de um mesmo ponto por dois fios isolantes de mesmo comprimento como mostra a figura. b) Corpos eletrizados por contato adquirem cargas de sinais contrários. c) Ao aproximarmos um corpo eletrizado de um eletroscópio de folhas, carregado, as folhas se abrem se a carga do corpo for de sinal contrário que a do eletroscópio. d) Durante a indução eletrostática, ligando o induzido com o terra, este se mantém neutro. e) Para se eletrizar um corpo com carga 2C, é necessário que se retire desse cerca de 1,25 x 19 10 elétrons. 07 – Um corpúsculo fixo em A, eletrizado com carga elétrica qA = 5 μ C, equilibra no vácuo o corpúsculo B eletrizado com carga qB = - 4 μ C, como mostra a figura. Em equilíbrio, o ângulo θ , formado pelos dois fios isolantes com a vertical, é 45°. Sabendo que a massa de cada esfera é de 1 kg, que a Constante de 9 2 2 Coulomb é k = 9x10 N m /C e que a aceleração da 2 gravidade é g = 10 m/s , determine a distância entre as duas esferas quando em equilíbrio. a) 1,0 m b) 0,9 m c) 0,8 m d) 0,7 m e) 0,6 m 10 – A força de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes, que estão a 20cm uma da outra, é 0,030N. Esta força aumentará para 0,060N se a distância entre as cargas for alterada para 2 9 2 Se g=10m/s e k = 9 x 10 N.m .C do corpúsculo B é: –2 , então a massa a) 540 g b) 200 g c) 180 g d) 120 g e) 360 g 08 – Considere a seguinte "unidade" de medida: a intensidade da força elétrica entre duas cargas q, quando separadas por uma distância d, é F. Suponha em seguida que uma carga q1 = q seja colocada frente a duas outras cargas, q2 = 3q e q3 = 4q, segundo a disposição mostrada na figura. A intensidade da força elétrica resultante sobre a carga q1, devido às cargas q2 e q3, será a) 5,0 cm b) 10 cm c) 14 cm d) 28 cm e) 40 cm 11 – A figura a seguir mostra três esferas iguais: A e B, fixas sobre um plano horizontal e carregadas eletricamente com qA = -12nC e qB = +7nC e C, que pode deslizar sem atrito sobre o plano, carregada com qC = +2nC. Não há troca de carga elétrica entre as esferas e o plano. Estando solta, a esfera C dirige-se de encontro à esfera A, com a qual interage eletricamente, retornando de encontro à B, e assim por diante, até que o sistema atinge o equilíbrio, com as esferas não mais se tocando. a) 2F. b) 3F. c) 4F. d) 5F. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital Nesse momento, as cargas A, B e C, em nC, serão, respectivamente: a) -1, -1 e -1 b) -2, -1/2 e -1/2 c) +2, -1 e +2 d) -3, zero e +3 e) -3/2, zero e -3/2 12 – A força que as cargas +q e –q produzem sobre uma carga positiva situada em P pode ser representada pelo vetor: Prof Paulo Bahiense e Naldo 3 14 – Duas partículas de carga elétrica Q e massa M e outra neutra de massa M são colocadas sobre um eixo e distam de 1 m. Podemos dizer que: a) a força de interação entre as partículas é nula. b) as partículas serão atraídas pela força Coulombiana e repelidas pela força Gravitacional. c) as partículas serão repelidas pela força Coulombiana e repelidas pela força Gravitacional. d) as partículas serão atraídas pela força Coulombiana e atraídas pela força Gravitacional. e) as partículas serão repelidas pela força Coulombiana e atraídas pela força Gravitacional 15 – Duas esferas idênticas são suspensas por fios de comprimento l, com os pontos de suspensão separados por 2l. Os fios são isolantes, inextensíveis e de massas desprezíveis. Quando as esferas estão carregadas com cargas Q de mesmo sinal, os fios fazem um ângulo de 30° com a vertical. Descarregando as esferas e carregando-as com cargas q de sinais opostos, os fios formam novamente um ângulo de 30° com a vertical. De acordo com as informações apresentadas, o módulo da razão Q/q é: a) A b) B c) C d) D e) nulo 13 – Uma pequena esfera isolante de massa igual a -2 5 x 10 kg e carregada com uma carga positiva de 5 -7 x 10 C está presa ao teto através de um fio de seda. Uma segunda esfera com carga negativa de 5 -7 -6 x 10 C, e massa 10 kg é colocada em repouso sobre a vertical que passa pela primeira esfera. 9 2 2 Considere k = 9 x 10 N C /m e g = 10 N/kg. a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 16 – Duas pequenas esferas estão, inicialmente, neutras eletricamente. De uma das esferas são 14 retirados 5,0x10 elétrons que são transferidos para a outra esfera. Após essa operação, as duas esferas são afastadas de 8,0 cm, no vácuo Sobre a situação indique as alternativas verdadeiras Dados: -19 e = 1,6X10 C 9 2 2 kO = 9,0x10 N.m /C a) Para uma distância menor que 15m, a esfera q2 ficará na iminência de movimento. A força de interação elétrica entre as esferas será de 5 b) A esfera de carga q2 entrará em movimento qualquer que seja a sua distância da esfera q1. c) Iniciando o movimento uniformemente retardado. de q2 este será a) atração e intensidade 7,2x10 N. 3 b) atração e intensidade 9,0x10 N. 3 c) atração e intensidade 6,4x10 N. 3 d) repulsão e intensidade 7,2x10 N. 3 e) repulsão e intensidade 9,0x10 N. d) Para uma distância de 0,5m, a força eletrostática é -3 18 x 10 N. e) Havendo movimento, durante a ascensão, a tração no fio de seda que prende q1 aumenta. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital 17 – A figura a seguir representa duas cargas elétricas puntiformes positivas, +q e +4q, mantidas fixas em suas posições. Prof Paulo Bahiense e Naldo 4 Durante a correção da segunda questão, o professor não pôde considerar cem por cento de acerto, devido à falta da unidade correspondente à grandeza física solicitada. O pedaço faltante que daria a totalidade do acerto para a segunda questão, dentre os apresentados, seria Para que seja nula a força eletrostática resultante sobre uma terceira carga puntiforme, esta carga deve ser colocada no ponto a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. 18 – Dois balões idênticos, cheios de hélio e presos a uma massa M = 5,0 g, flutuam em equilíbrio como esquematizado na figura. 20 – Numa experiência rudimentar para se medir a carga eletrostática de pequenas bolinhas de plástico carregadas positivamente, pendura-se a bolinha, cuja carga se quer medir, em um fio de seda de 5 cm de comprimento e massa desprezível. Aproxima-se, ao longo da vertical, uma outra bolinha com carga de valor conhecido Q = 10 nC, até que as duas ocupem a mesma linha horizontal, como mostra a figura. Os fios presos aos balões têm massa desprezível. Devido à carga Q existente em cada balão eles se mantêm à distância L = 3,0 cm. O valor de Q, em nC é: a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 19 – Já havia tocado o sinal quando o professor dera o ultimato. - "Meninos, estou indo embora!...". Desesperadamente, um aluno, que terminara naquele momento a resolução do último problema onde se pedia o cálculo da constante eletrostática em um determinado meio, arranca a folha que ainda estava presa em seu caderno e a entrega ao professor. Sabendo-se que a distância medida da carga Q até o ponto de fixação do fio de seda é de 4 cm e que a massa da bolinha é de 0,4 g, o valor da carga desconhecida é de Dados: 9 2 2 k = 9x10 Nm /C 2 g = 10 m/s L = 5 cm d = 4 cm m = 0,4 g Q = 10 nC a) 30 nC b) 25 nC c) 32 nC d) 53 nC e) 44 nC Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital 21 – Na figura 1 há um sistema de corpos em equilíbrio. Os corpos A e C estão pendurados por fios isolantes e o corpo B está fixo em uma haste isolante. Após retirar o corpo B, verifica-se um novo equilíbrio, de acordo com a figura 2. A partir dessas duas situações, podemos concluir: Prof Paulo Bahiense e Naldo 5 Sobre a situação, é correto afirmar: a) A esfera continuará eletrizada. b) Na região A haverá excesso de cargas positivas. c) Ligando-se a esfera a Terra pela posição A, a esfera se carregará positivamente. figura 1 φ φ d) Ao se eletrizar, a esfera terá carga de mesmo módulo que o bastão. e) Sendo o bastão condutor, e havendo contato entre ele e a esfera, haverá transferência de cargas negativas da esfera para o bastão. 23 – Duas esferas metálicas muito leves estão penduradas por fios perfeitamente isolantes, em um ambiente seco, conforme figura abaixo. Uma barra metálica, positivamente carregada, toca em uma das esferas e depois afastada. Após o afastamento da barra, qual deve ser a posição das esferas? (Considere, inicialmente, as esferas nulas) figura 2 θ θ a) A, B e C possuem a mesma intensidade de cargas e mesmo sinal. b) A e C possuem mesma intensidade de cargas e mesmo sinal, porém o corpo B está eletricamente neutro. c) A e C estão neutros e o corpo B está eletrizado positivamente. a) c) b) d) d) A, B e C possuem a mesma intensidade de cargas, porém A e B estão negativas e C positiva. e) e) A e C possuem mesma intensidade de cargas e mesmo sinal, porém o sinal delas é o mesmo da carga B. 22 – Um bastão eletrizado positivamente se aproxima de uma esfera metálica neutra, sem tocála, como mostra a figura a seguir. B + + ++ + + + ++ A C 24 – Uma esfera metálica positivamente carregada é aproximada, sem tocar, na esfera do eletroscópio. Em qual das seguintes alternativas melhor se representa a configuração das folhas do eletroscópio, e suas cargas, enquanto a esfera positiva estiver perto de sua esfera? a) b) c) d) e) base isolante Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados FISICA – IV – Suplemento Digital Grandes Mestres Gregor Mendel 25 – Três esferas metálicas idênticas, I, II e III, estão penduradas em um suporte por fios isolantes e eletricamente carregadas com cargas indicadas no esquema. A esfera IV, idêntica às demais, também indicada no esquema, está inicialmente neutra e adaptada a um cabo isolante. I II III Prof Paulo Bahiense e Naldo 6 28 – Aproximando-se uma barra eletrizada de duas esferas condutoras, inicialmente descarregadas e encostadas uma na outra, observa-se a distribuição de cargas esquematizada na figura 1, a seguir. Em seguida, sem tirar do lugar a barra eletrizada, afastase um pouco uma esfera da outra. Finalmente, sem mexer mais nas esferas, move-se a barra, levando-a para muito longe das esferas. Nessa situação final, a alternativa que melhor representa a distribuição de cargas nas duas esferas é: IV 3Q Q Q 2 4 2 A esfera com cabo isolante é movimentada de modo a tocar sucessivamente, nas esferas I, II e III. Após o último toque, a carga da esfera IV é: a) Q ; d) Q ; 4 b) 3Q ; 4 c) Q 2 e) nula 26 – Não é possível eletrizar uma barra metálica segurando-a com a mão porque: a) a barra metálica é isolante e o corpo humano é bom condutor b) a barra metálica é isolante e o corpo humano é mal condutor c) a barra metálica é condutora e o corpo humano é isolante d) tanto a barra metálica quanto o corpo humano são bons condutores e) a barra metálica é condutora e o corpo humano semicondutor 29 – Considere um eletroscópio de folhas como o da figura ao lado. Um estudante descuidado encostou um bastão metálico, fortemente eletrizado com cargas positivas, em sua esfera superior. Como ficaram distribuídas as cargas elétricas? Assinale a melhor opção. a) b) c) 27 – Sobre os processos de eletrização: a) Na eletrização por atrito, os corpos ficam carregados com cargas de mesmo. b) Na eletrização por contato, as cargas se distribuem igualmente entre os corpos. c) No processo de indução eletrostática, o corpo induzido se eletriza sempre com carga de mesmo à do indutor. d) Na indução total, indutor e induzido têm mesma quantidade de carga. e) Uma placa metálica pode eletrizar-se negativamente com incidência de luz na sua superfície, chamado efeito fotoelétrico. d) e) Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital 30 – Se um condutor eletrizado positivamente é aproximado de um condutor neutro, sem tocá-lo, podemos afirmar que o condutor neutro: a) Fica com a metade da carga do condutor eletrizado. b) Eletriza-se negativamente e é atraído pelo eletrizado. c) Eletriza-se positivamente e é repelido pelo eletrizado. d) Conserva sua carga total nula e não é atraído pelo eletrizado. e) Conserva sua carga total nula, mas é atraído pelo eletrizado. Prof Paulo Bahiense e Naldo 7 33 – Duas esferas idênticas, muito pequenas, de mesma massa m = 0,3 g, encontram-se no vácuo, suspensas por meio de dois fios leves, isolantes, de comprimentos iguais L = 1m, presos a um ponto de suspensão O. Estando as esferas separadas, elas são eletrizadas com carga Q/2 e verifica-se que na posição de equilíbrio, a distância que as separa é d = 2 1,2m. Considere Q > 0 e adote g = 10 m/s . O valor de Q, em μC , é: a) 1,2 a) 0,6 b) 0,3 c) 0,2 d) 0,1 L L d 31 – Quando um bastão eletricamente carregado atrai uma bolinha condutora A, mas repele uma bolinha condutora B, conclui-se que: a) b) c) d) e) 34 – Nos vértices de um triângulo isósceles, de lado L = 3,0 cm e ângulo de base 30°, são colocadas as cargas pontuais qA = 2,0μ C e qB = qC = 3,0μ C . a bolinha B não está carregada ambas as bolinhas estão carregadas igualmente ambas as bolinhas podem estar descarregadas a bolinha B deve estar carregada positivamente a bolinha A pode não estar carregada 32 – Três corpos idênticos em sua constituição e formas esféricas idênticas tinham as seguintes características elétricas: – Corpo 1, neutro. – Corpo 2, carregado com carga elétrica +2,4 μ C. – Corpo 3, carregado com carga elétrica – 3,6 μ C. Procedeu-se então a seguinte seqüência de contatos físicos: inicialmente, estabeleceu–se o contato físico entre os corpos 1 e 2 separando–os posteriormente. Em seguida, estabeleceu–se o contato entre os corpos 1 e 3, que depois foram separados também. Após estas intervenções, o valor da carga elétrica do corpo 1, em μ C, é: a) – 3,6. b) – 2,4. c) – 1,2. d) zero. e) + 1,2. A intensidade da força elétrica, em N, que atua sobre a carga qA, é: a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 e) 60 35 – Três objetos com cargas elétricas idênticas estão alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre o objeto B uma força de módulo 3,0 x –6 –6 10 N. A força elétrica resultante sobre B, em 10 N, é: A B C 1 cm a) b) c) d) e) 3 cm 27 24 20 9 3 GABARITO 01 – B 02 – B 03 – E 04 – D 05 – C 06 – 61 07 – B 08 – D 09 – B 10 – C 11 – B 12 – D 13 – 21 14 – D 15 – C 16 – B 17 – B 18 – E 19 – D 20 – A 21 – 18 22 – 35 23 – A 24 – C 25 – E 26 – D 27 – 13 28 – A 29 – D 30 – E 31 – E 32 – C 33 – A 34 – E 35 – B Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados FISICA – IV – Suplemento Digital Grandes Mestres Gregor Mendel 01 – Um pescador está sentado sobre o banco de uma canoa. A Terra aplica-lhe uma força de atração a gravitacional chamada peso. De acordo com a 3 Lei de Newton, a reação dessa força atua: a) b) c) d) e) na canoa no banco da canoa na água na Terra na canoa ou na água, dependendo da canoa estar parada ou em movimento 02 – Fazendo compras num supermercado, um estudante utiliza dois carrinhos. Empurra o primeiro, de massa m, com uma força F, horizontal, o qual, por sua vez, empurra outro de massa M sobre um assoalho plano e horizontal. Se o atrito entre os carrinhos e o assoalho puder ser desprezado, podese afirmar que a força que está aplicada sobre o segundo carrinho é: a) F b) MF/ (m + M) c) F(m + M) /M d) F/2 e) não sei. 120 8 05 – A figura mostra dois corpos ligados por um sistema de polias. Sendo a massa de A igual 3 kg, a massa de B, em kg, para que o sistema se mantenha em equilíbrio é: a) 3 b) 6 c) 9 d) 2 e) 1 A B 2 06 – Determine a aceleração, em m/s , do sistema 2 abaixo. Considere g = 10 m/s e que m = M /16. Despreze todas as forças de resistência. m a) b) c) d) e) 03 – A figura abaixo mostra um corpo de peso P = 200N em equilíbrio devido a ação das três cordas ideais. Prof Paulo Bahiense e Naldo m m m 2 4 6 8 10 M 07 – No arranjo experimental da figura abaixo, os corpos A e B possuem mesma massa. A aceleração 2 do sistema, em m/s , é: 0 T1 A T2 T3 200N 30O Sendo T1, T2 e T3 os módulos das trações nas cordas que se ligam ao teto e ao corpo, pode-se afirmar corretamente: a) b) c) d) e) T1 + T 2 = T 3 T 1 – T2 = T 3 T1 = T2 = T3 T1 + T2 = P T1 + T2 + T3 = P 04 – Dois garotos A e B, de massas respectivamente iguais a 40 kg e 60 kg, encontram-se sobre uma superfície plana, horizontal e perfeitamente lisa de um grande lago congelado. Num dado instante, A empurra B, que sai com velocidade de 4,0 m/s. Supondo desprezível a resistência do ar, a distância que separa os garotos, em m, após 10 s é: a) 300 b) 200 c) 250 d) 100 a) b) c) d) e) 2,5 5,0 7,5 10 zero B 08 – No sistema abaixo, os corpos têm massas iguais a m. Sendo g a aceleração da gravidade local, podemos afirmar que a aceleração do conjunto é: o o São dados, sen30 = 0,50 e cos30 = 0,87. 30o a) b) c) d) e) g 2g g/2 g/4 zero Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados FISICA – IV – Suplemento Digital Grandes Mestres Gregor Mendel 09 – Um elevador com sua carga tem massa de 3 1,0x10 kg. Descendo com velocidade de 4,0m/s, ele é freado com aceleração constante, vindo a parar após 2,0 s. Quando descendo em movimento 3 retardado, a força de tração no cabo, em 10 N, vale: a) b) c) d) e) 10 11 12 13 14 0 10 – O bloco A sobe um plano inclinado de 30 com velocidade constante como mostra a figura abaixo. Sendo a massa do bloco B igual a 40kg, desprezando qualquer força de atrito, a massa do bloco A, em kg, é: a) b) c) d) e) 10 20 40 80 160 A 30 B Prof Paulo Bahiense e Naldo 9 13 – Os blocos A e B têm massas MA = 5,0 kg e MB = 2,0 kg e estão apoiados num plano horizontal perfeitamente liso. Aplica-se ao corpo A uma força horizontal F, de módulo 21N. A força de contato entre os blocos A e B tem módulo, em newtons, a) 21 b) 11,5 c) 9,0 d) 7,0 e) 6,0 14 – Dois blocos de massa M estão unidos por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa m é colocado suavemente sobre um dos blocos, como mostra a figura. 11 – Um dinamômetro possui suas duas extremidades presas a duas cordas. Duas pessoas puxam as cordas na mesma direção e sentidos opostos, com força de mesma intensidade F = 100N. Com que força esse pequeno bloco de massa m pressionará o bloco sobre o qual foi colocado? Quanto marcará o dinamômetro? a) 200N b) 0 c) 100N d) 50N e) 400N 12 – Os três corpos, A, B e C, representados na figura a seguir têm massas iguais, m = 3,0 kg. O plano horizontal, onde se apóiam A e B, não oferece atrito, a roldana tem massa desprezível e a aceleração local da gravidade pode ser considerada 2 g=10m/s . A tração no fio que une os blocos A e B tem módulo a) 2mMg/ (2M+m) b) mg c) (m-M)g d) mg/ (2M+m) e) outra expressão 15 – Uma locomotiva de massa M está ligada a um vagão de massa 2M/3, ambos sobre trilhos horizontais e retilíneos. O coeficiente de atrito estático entre as rodas da locomotiva e os trilhos é μ , e todas as demais fontes de atritos podem ser desprezadas. Ao se por a locomotiva em movimento, sem que suas rodas patinem sobre os trilhos, a máxima aceleração que ela pode imprimir ao sistema formado por ela e pelo vagão vale: a) 3 μ g/5 b) 2 μ g/3 c) μ g d) 3 μ g/2 e) 5 μ g/3 a) 10 N; b) 15 N; c) 20 N; d) 25 N; e) 30 N Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital 16 – Um bloco de peso P é suspenso por dois fios de massa desprezível, presos a paredes em A e B, como mostra a figura adiante. Prof Paulo Bahiense e Naldo 10 Com essas informações, analise as proposições: I – O movimento ou repouso da moeda em relação à caixa independe do coeficiente de atrito ˜. II – O movimento ou repouso da moeda, em relação à caixa, além do coeficiente de atrito ˜, depende da massa da moeda. III – A força de atrito entre a caixa e a moeda, agindo sobre a moeda, tem o sentido para a direita. Pode-se afirmar que o módulo da força que tenciona o fio preso em B, vale: IV – A força de atrito entre a caixa e a moeda, agindo sobre a moeda, tem o sentido para a esquerda. a) P/2. b) P/ 2 . c) P. d) 2 P. e) 2 P. Está correta ou estão corretas: 17 – Um corpo de massa 2,0 kg move-se com velocidade constante de 10 m/s quando recebe um impulso, em sentido oposto, de intensidade 40 N.s. Após a ação do impulso o corpo passa a se mover com velocidade de a) 0,5 m/s, no sentido oposto do inicial. b) 0,5 m/s, no mesmo sentido inicial. c) 5,0 m/s, no sentido oposto do inicial. d) 10 m/s, no mesmo sentido inicial. e) 10 m/s, no sentido oposto do inicial. a) somente I. b) I e II. c) somente II. d) II e III. e) somente III. 20 – A figura representa um bloco B de massa m B apoiado sobre um plano horizontal e um bloco A de massa mA a ele pendurado. O conjunto não se movimenta por causa do atrito entre o bloco B e o plano, cujo coeficiente de atrito estático é μ . 18 – Um bloco de massa 100g é empurrado contra uma parede cujo coeficiente de atrito estático é 0,25. Observe a figura. Sendo g = 10N/kg, a menor força, em newtons, que deve ser aplicada ao bloco para que não escorregue para baixo, é: a) b) c) d) e) 8 6 4 2 zero F 19 – A figura representa uma caixa A apoiada sobre uma mesa e sobre a caixa uma moeda. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e a moeda é μ . Em um determinado instante uma força F é aplicada 2 à caixa causando-lhe uma aceleração de 2,0 m/s . Não leve em conta a massa do fio, considerado inextensível, nem o atrito no eixo da roldana. Sendo g o módulo da aceleração da gravidade local, podese afirmar que o módulo da F força de atrito estático entre o bloco B e o plano a) é igual ao módulo do peso do bloco A. b) não tem relação alguma com o módulo do peso do bloco A. c) é igual ao produto m B.g. μ , mesmo que esse valor seja maior que o módulo do peso de A. d) é igual ao produto m B.g. μ , desde que esse valor seja menor que o módulo do peso de A. e) é igual ao módulo do peso do bloco B. 21 – Um corpo C de massa igual a 3 kg está em equilíbrio estático sobre um plano inclinado, suspenso por um fio de massa desprezível preso a uma mola fixa ao solo, como mostra a figura a seguir. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital O comprimento natural da mola (sem carga) é Lo = 1,2m e ao sustentar estaticamente o corpo ela se distende, atingindo o comprimento L = 1,5m. Prof Paulo Bahiense e Naldo 11 24 – Um corpo de massa 2,0 kg é amarrado a um elástico de constante elástica 200 N/m que tem a outra extremidade fixa ao teto. A 30 cm do teto e a 20 cm do chão, o corpo permanece em repouso sobre um anteparo, com o elástico em seu comprimento natural, conforme representado na -2. figura. Considere g = 10 m.s Os possíveis atritos podem ser desprezados. A constante elástica da mola, em N/m, vale então: a) 10. b) 30. c) 50. d) 90. e)100. 22 – Um bloco de peso 50N encontra-se em repouso sobre uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a superfície são respectivamente 0,4 e 0,3. Nessas condições, aplicando-se ao bloco uma força paralela à superfície 2 e de módulo 20N, sua aceleração, em m/s , será: Retirando-se o anteparo, o valor da do comprimento da mola, quando o corpo atingir a velocidade máxima, em cm, será: a) nula b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 a) 0 b) 10 c) 20 d) 30 e) 40 23 – Um bloco de massa M, preso por uma corda, encontra-se em repouso sobre um plano inclinado perfeitamente liso que faz um ângulo θ com a horizontal. 25 – Nessa figura, está representado um bloco de 2,0 kg sendo pressionado contra a parede por uma força F. Sendo N a força exercida pelo plano no bloco, podemos afirmar que N é a) igual, em módulo, à força peso. b) o par ação-reação da força peso. c) igual, em módulo, à projeção da força peso na direção da normal ao plano. d) igual, em módulo, à projeção da força peso na direção da corda. e) maior, em módulo, que a força exercida pela corda. O coeficiente de atrito estático entre esses corpos 2 vale 0,5, e o cinético vale 0,3. Considere g = 10 m/s . Se F = 50 N, então a reação normal e a força de atrito que atuam sobre o bloco valem, respectivamente, a) 20N e 6,0N. b) 20N e 10N. c) 50N e 20N. d) 50N e 25N. e) 70N e 35N. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados FISICA – IV – Suplemento Digital Grandes Mestres Gregor Mendel 26 – Sobre um carrinho de supermercado de massa 20 kg, inicialmente em repouso, atua uma força resultante horizontal variável com o tempo, de acordo com o gráfico ao lado. F(N) 40 0 t(s) 20 10 O módulo da velocidade adquirida pelo carrinho é, em m/s, a) b) c) d) 5 10 15 20 A B Sabendo que a força F aplicada ao bloco B é de 120N, a força resultante aplicada por B sobre A é, em N, igual a: a) b) c) d) e) 12 29 – Um satélite está em órbita, ao redor da Terra, em trajetória circular com os propulsores desligados. Os objetos no interior do satélite têm peso aparentemente nulos. Isto se deve ao fato de estarem: a) b) c) d) e) No vácuo Muito longe da Terra Em local de ausência total da gravidade terrestre Com massa desprezível em relação à Terra Com aceleração centrípeta igual à aceleração da gravidade 30 – Um corpo de massa 10 kg encontra-se apoiado 0 em um plano inclinado de 30 com a horizontal. Os coeficientes de atrito entre o corpo e o plano são μEstatico 0,40 e μDinamico 0,20 . 27 – Um corpo A de massa 3,0kg está apoiado num sulco do corpo B de massa 6,0kg, como mostra a 2 figura abaixo. Considere g = 10 m/s . F Prof Paulo Bahiense e Naldo 300 Abandonando, a partir do repouso, o corpo terá 2 aceleração, em m/s , aproximadamente, de: a) nula b) 3,3 c) 5,0 d) 7,6 e) 10 Dados 2 g = 10 m/s 0 sen 30 = 0,50 0 cos 30 = 0,87 31 – O esquema a seguir representa três corpos de massas mA = 2 kg, mB = 2 kg e mC = 6 kg inicialmente em repouso na posição indicada. Num instante, abandona-se o sistema. 10 20 30 40 50 28 – Um corpo de massa 4,0 kg se encontra em repouso a 80 cm de altura em relação a uma mola vertical, como mostra a figura abaixo. 80 cm Quando o corpo é abandonado, ele cai verticalmente sobre a mola provocando uma deformação. Sendo g 2 3 = 10m/s , e a constante elástica da mola 2 x 10 N/m, a deformação da mola quando o corpo atinge velocidade máxima, em cm, vale: a) b) c) d) e) Os fios são inextensíveis e de massa desprezível. 2 Desprezando os atritos e considerando g = 10 m/s , o tempo que B leva para ir de P a Q é: a) 0,5 s b) 1,0 s c) 1,5 s d) 2,0 s e) ele não atinge Q zero 1 2 3 4 Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital 32 – Dois corpos, de peso 10N e 20N, estão suspensos por dois fios, P e Q, de massas desprezíveis, da maneira mostrada na figura. A intensidades (módulos) das forças que tensionam os fios P e Q são respectivamente, de a) 10 N e 20 N b) 10 N e 30 N c) 30 N e 10 N. d) 30 N e 20 N. e) 30 N e 30 N. 33 – No conjunto a seguir, de fios e polias ideais, os corpos A, B e C encontram-se inicialmente em repouso. Num dado instante esse conjunto é abandonado, e após 2,0 s o corpo A se desprende, ficando apenas os corpos B e C interligados. Prof Paulo Bahiense e Naldo 13 35 – Para se medir o módulo a da aceleração de um carro, que descreve uma trajetória retilínea, usa-se o dispositivo representado a seguir formado por duas molas idênticas de constante elástica k e massa desprezível e uma esfera assimilável a um ponto material e de massa m. As extremidades livres das molas estão ligadas à esfera e as outras extremidades estão fixas nas paredes laterais de um cilindro colocado horizontalmente, fixo no interior do carro e cujo eixo está orientado na direção da velocidade do carro. Com o carro parado as molas não estão deformadas e a esfera está no meio do cilindro. Num dado intervalo de tempo T, o carro tem velocidade dirigida para a direita e a esfera está deslocada para a direita, de sua posição central de equilíbrio, de um comprimento fixo d. Durante o intervalo de tempo T, podemos afirmar que a) O tempo gasto para que o novo conjunto pare, a partir do desprendimento do corpo A, é de: a) 8,0 s b) 7,6 s c) 4,8 s d) 3,6 s e) 2,0 s 34 – Um dinamômetro é construído utilizando-se uma mola cuja constante elástica é K=800N/m. Pode-se afirmar que um deslocamento de 1,0cm, na escala desse dinamômetro, corresponde a uma força, em newtons, de: a) 60 b) 8,0 c) 800 d) 40 o módulo da velocidade do carro está 2k aumentando e a d m b) o módulo da velocidade do carro está k diminuindo e a d m c) o módulo da velocidade do carro é constante e a = 0. d) o módulo da velocidade do carro está k aumentando e a d m e) o módulo da velocidade do carro está 2k diminuindo e a d m 36 – Um elevador começa a subir, a partir do andar 2 térreo, com aceleração de módulo 5,0 m/s . O peso aparente de um homem de 60 kg no interior do 2 elevador, supondo g = 10m/s , é igual a: a) 60N b) 200N c) 300N d) 600N e) 900N Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital 37 – Um físico acha-se encerrado dentro de uma caixa hermeticamente fechada, que é transportada para algum ponto do espaço cósmico, sem que ele saiba. Então, abandonando um objeto dentro da caixa, ele percebe que o mesmo cai com movimento acelerado. Baseado em sua observação, ele pode afirmar com segurança que: a) estou parado num planeta que exerce força gravitacional sobre os objetos de minha caixa. b) estou caindo sobre um planeta e é por isso que vejo o objeto caindo dentro da caixa. c) minha caixa está acelerada no sentido contrário ao do movimento do objeto. d) não tenho elementos para julgar se o objeto cai porque a caixa sobe com movimento acelerado ou se o objeto cai porque existe um campo gravitacional externo. e) qualquer das afirmações acima que o físico tenha feito está errada. 38 – Um homem e seu pára – quedas têm massa total de 100 kg. A força de resistência do ar tem 2 2 2 intensidade dada por R = k.v , sendo k = 40 N.s /m . 2 Sendo g = 10m/s , a velocidade limite de queda, em m/s, será: a) b) c) d) e) 5 10 15 20 25 39 – Na figura abaixo, desprezando-se as forças dissipativas, o valor da carga Q para que o rapaz exerça uma força de 25kgf ao erguê-la é: Q a) b) c) d) e) 150 kgF 125 kgF 100 kgF 75 kgF 50 kgF Prof Paulo Bahiense e Naldo 14 40 – O gráfico velocidade contra tempo, mostrado adiante, representa o movimento retilíneo de um carro de massa m = 600 kg numa estrada molhada. No instante t = 6 s o motorista vê um engarrafamento à sua frente e pisa no freio. O carro, então, com as rodas travadas, desliza na pista até parar completamente. Despreze a resistência do ar. O coeficiente de atrito entre os pneus do carro e a pista é: a) 0,2 b) 0,3 c) 0,4 d) 0,5 e) 1,0 41 – Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que elas aparecem. Na sua queda em direção ao solo, uma gota de chuva sofre o efeito da resistência do ar. Essa força de atrito é contrária ao movimento e aumenta com a velocidade da gota. No trecho inicial da queda, quando a velocidade da gota é pequena e a resistência do ar também, a gota está animada de um movimento ........ . Em um instante posterior, a resultante das forças exercidas sobre a gota torna-se nula. Esse equilíbrio de forças ocorre quando a velocidade da gota atinge o valor que torna a força de resistência do ar igual, em módulo, ........ da gota. A partir desse instante, a gota ........ . a) acelerado - ao peso - cai com velocidade constante b) uniforme - à aceleração - cai com velocidade decrescente c) acelerado - ao peso - pára de cair d) uniforme - à aceleração - pára de cair e) uniforme - ao peso - cai com velocidade decrescente 42 – Um automóvel de massa 1000 kg desloca-se num trecho retilíneo. A força máxima que o motor do carro pode exercer é 1800 N. Admita que as forças de resistência ao movimento se reduzam praticamente à resistência do ar R, dada por R = 2 1,5v , sendo v a velocidade do carro medida em metros por segundo e R em newtons. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital Nessas condições, a velocidade limite do automóvel é, aproximadamente em m/s: a) b) c) d) e) 30 35 40 45 50 43 – Uma esfera parte do repouso, em queda vertical no ar. A força resultante que age na esfera durante 2 sua queda tem intensidade FR = 50 – 2.v , para v e FR em unidades do SI. Após certo tempo a esfera passa a realizar movimento de queda uniforme. sua velocidade limite, em m/s, é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 44 – Um homem está puxando uma caixa sobre uma superfície, com velocidade constante, conforme indicado na figura 1. Escolha, dentre as opções a seguir, os vetores que poderiam representar as resultantes das forças que a superfície exerce na caixa e no homem. Prof Paulo Bahiense e Naldo 15 Nesse sentido, analise quanto à coerência com os sistemas de unidades adotados na Física, se as afirmativas a seguir são falsas ou verdadeiras, na medida em que a frase indicada na embalagem: I) está errada, porque o peso é uma força e só pode ser expresso em newtons (N). II) estaria certa, se o peso líquido fosse expresso em gf (grama-força). III) está certa, porque g é o campo gravitacional e P=mg. IV) está errada, porque o peso não pode ser expresso em gramas. Considerando as afirmativas, a combinação correta é: a) I e II verdadeiras / III e IV falsas b) I e III falsas / II e IV verdadeiras c) I e IV falsas / II e III verdadeiras d) I, II e III falsas / IV verdadeira e) I, III e IV verdadeiras / II falsa 47 – Sabendo-se que o coeficiente de atrito entre o bloco de massa 5 kg e o plano é μ 0,20 qual é a força de atrito quando F = 50 N? a) 5 N b) 10 N c) 50 N d) 0 e) 100 N 45 – Uma gota de chuva de massa 0,05g chega ao solo com uma velocidade constante. Considerandose g=10 m/s£, a força de atrito da gota com o ar é, em newtons, de: a) 0,5 b) 5,0 -4 c) 5,0 x 10 -3 d) 5,0 x 10 48 – Um pano de prato retangular, com 60 cm de comprimento e constituição homogênea, está em repouso sobre uma mesa, parte sobre sua superfície, horizontal e fina, e parte pendente como mostra a figura a seguir. 46 – É comum as embalagens de mercadorias apresentarem a expressão "Peso líquido". O termo líquido sugere que o valor indicado na embalagem corresponde apenas ao seu conteúdo. Em um pote de mel pode-se ler a frase: "Peso líquido 500g". Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a superfície da mesa e o pano é igual a 0,5 e que o pano está na iminência de deslizar, pode-se afirmar que o comprimento da parte sobre a mesa é: a) 40 cm b) 20 cm c) 15 cm d) 60 cm e) 30 cm 49 – No sistema a seguir, que força deverá ser feita na corda 1 para levantar uma massa de 200kg? Prof Paulo Bahiense e Naldo 16 TESTES ESPECIAIS 51 – Um automóvel parte do repouso e acelera-se a uma razão constante. Sabe-se que as rodas traseiras, são as que impulsionam o mesmo para frente e que, 2/3 de seu peso se distribui no fundo do mesmo. Demonstre que, após percorrer um espaço ΔS , VMAX 2 μ.g.ΔS 3 onde g é aceleração da gravidade e μ é o coeficiente de atrito estático entre a pista e o automóvel. 52 – Quando um pára-quedista abre seu páraquedas a força de resistência do ar para cima fica muito maior do que o peso para baixo. Algumas pessoas diriam que Isso significa que o páraquedista pára de cair e começa a subir. O que você acha? Comente. a) 500 N b) 800 N c) 200 kgf d) 500 kgf e) 800 kgf 50 – No esquema representado, o homem exerce sobre a corda uma força de 120 N e o sistema ideal se encontra em equilíbrio. O peso da carga Q é: a) 120N. b) 200N. c) 240N. d) 316N. e) 480N. 53 – Leia o texto abaixo, extraído do livro “2001: uma odisséia no espaço”, de Arthur Clarke. “Um dos atrativos da vida na Base e na Lua em geral era, sem dúvida alguma, a baixa gravidade, produzindo uma sensação de bem estar generalizado. Contudo, isso apresentava os seus perigos e era preciso que decorressem algumas semanas até que um emigrante procedente da Terra conseguisse adaptar-se. (...) Um homem que pesasse na Terra 90kgF poderia descobrir, para grande satisfação sua, que na Lua o seu peso era de apenas 15kgF. Enquanto se deslocasse em linha reta e velocidade uniforme, sentiria uma sensação maravilhosa, como flutuasse. Mas assim que resolvesse alterar seu curso, virar esquinas, ou deter-se subitamente, então perceberia que sua massa (...) continuava presente” (...). Com relação ao texto acima, assinale apenas as alternativas corretas. (01) A massa da pessoa na Lua é menor que sua massa na Terra. (02) Na Lua a pessoa sente apenas 1/6 do seu peso. (04) A inércia da pessoa na Lua diminui devido a redução de seu peso. (08) Por conta da redução da gravidade a pessoa controla com extrema facilidade sua inércia ao virar uma esquina. (16) Ao tentar mudar seu curso a pessoa tende, naturalmente a sair pela tangente. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital 54 – Uma bola de massa 300g é chutada horizontalmente contra uma parede com velocidade de 72 km/h, retornando na mesma direção com velocidade de 54 km/h. Sabendo que o tempo de impacto foi de 0,01s, determine a força que a parede exerce sobre a bola. 55 – Um caminhão transporta um bloco de ferro de 3000kg, trafegando horizontalmente e em linha reta, com velocidade constante. O motorista vê o sinal (semáforo) ficar vermelho e aciona os freios, 2 aplicando uma desaceleração de 3,0m/s . O bloco não escorrega. O coeficiente de atrito estático entre 2 o bloco e a carroceria é 0,40. Adote g = 10m/s . a) Qual a força que a carroceria aplica sobre o bloco durante a desaceleração? b) Qual é a máxima desaceleração que o caminhão pode ter para o bloco não escorregar? Prof Paulo Bahiense e Naldo 17 58 – Observe o esquema montado abaixo. Sendo a massa de B igual a m e a massa de A o dobro da massa de B, e a gravidade local igual a g, determine as acelerações dos corpos e as trações nos fios que os ligam. 59 – Um garoto puxa um carrinho de massa 2 kg como velocidade de 10m/s, por uma rampa com 0 inclinação de 30 , conforme figura abaixo. 56 – Sobre as Leis de Newton, podemos afirmar corretamente: (01) São válidas em qualquer referencial. (02) Por serem opostas, as forças de ação e reação se anulam em algumas situações. (04) Os planetas atraem o Sol com uma força menor que a força que o Sol atrai os planetas. (08) 1N é a força que atuando em um corpo de 2 massa 1kg, provoca uma aceleração de 1m/s . (16) A força resultante sobre um corpo em movimento retilíneo e uniforme é necessariamente nula. (32) Um corpo em MU mantém sua quantidade de movimento inalterada. h 15m 30 0 Calcule o intervalo de tempo, em s, entre o instante do rompimento do barbante e a chegada do 2 carrinho até a base da rampa. Considere g = 10m/s e o atrito desprezível. 60 – Calcule a razão m 1/m2 das massas dos blocos para que, em qualquer posição, o sistema sem atrito representado na figura abaixo esteja sempre em equilíbrio. 57 – Uma pedra e uma folha de papel são abandonadas de uma mesma altura, no mesmo instante, a partir do repouso e no vácuo, próximos à superfície da Terra em local cujo vetor campo gravitacional tem módulo g. É correto afirmar: (01) A pedra troca a superfície primeiro que a folha de papel. (02) No trajeto de queda, a velocidade média é a mesma para a folha de papel e para a pedra. (04) A quantidade de movimento da pedra aumenta e a da folha de papel diminui, à medida que ambas se aproximam do solo. (08) Durante a queda, a Terra atrai a folha de papel e esta atrai a Terra com uma força de mesma intensidade. 61 – Uma pessoa de 50kg se encontra no interior de um elevador, sobre uma balança de molas, numa região cujo campo gravitacional é de 10N/kg. N (16) Havendo resistência do ar, mesmo estando aberta, o tempo de queda da folha será igual ao da pedra. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital Prof Paulo Bahiense e Naldo 18 a) O elevador sobe com aceleração constante de 2 2m/s , ora acelerado ora retardado. 64 – Uma pessoa dá um impulso em uma moeda de 6 gramas que se encontra sobre uma mesa horizontal. A moeda desliza 0,40m em 0,5s, em 2 MRUV, e pára. Adote: g = 10 m/s . Calcule: b) O elevador desce com aceleração constante de 2 2m/s , ora acelerado ora retardado. a) o valor da quantidade de movimento inicial da moeda; c) O elevador se move com velocidade escalar constante. b) o coeficiente de atrito dinâmico entre a moeda e a mesa. d) O cabo do elevador se rompe e ele entre em queda livre. 65 – Um automóvel desloca-se numa trajetória plana e horizontal com velocidade constante de 72 km/h. Em determinado instante ele trava suas rodas e vai parar após percorrer certa distância. Sendo o coeficiente de atrito entre os pneumáticos e a trajetória igual a 0,2, a distância percorrida pelo automóvel até parar completamente. Considere Determine a indicação da balança quando: 62 – A figura I, a seguir, representa um cabide dependurado na extremidade de uma mola de constante elástica k = 50 N/m. Na figura II tem-se a nova situação de equilíbrio logo após a roupa molhada ser colocada no cabide e exposta ao sol para secar, provocando na mola uma deformação inicial x = 18 cm. O tempo de insolação foi mais do que suficiente para secar a roupa completamente. A variação da deformação da mola (em cm) em função do tempo (em horas) em que a roupa ficou sob a ação dos raios solares está registrada no gráfico III a seguir. 2 g 10m/s . 66 – No salto de pára – quedas, o páraquedista é acelerado até atingir uma velocidade da ordem de 150 km/h a 200 km/h, dependendo do seu peso e da área do seu corpo, quando, então, o pára – quedas é aberto e o conjunto sofre uma força contrária ao movimento que o faz desacelerar até uma velocidade constante bem menor, da ordem de 5 km/h, que permite uma aterrissagem tranqüila. Considere que cada grama de água para vaporizar absorve 2000 J de energia e determine: a) o massa da água que evaporou. b) a potência média de radiação solar absorvida pela roupa supondo ser ela a única responsável pela evaporação da água. 63 – Na figura, temos um bloco de massa igual a 10 kg sobre uma mesa que apresenta coeficientes de atrito estático de 0,30 e cinético de 0,25. Aplica-se ao bloco uma força F de intensidade 20N. No local, 2 g 10m/s . F Pergunta-se: Julgue a afirmativas abaixo, indicando os certos e os errados. (01) Em um salto normal, conforme descrito, a aceleração resultante sobre o páraquedista, imediatamente antes de tocar o solo, é igual à aceleração da gravidade. (02) No momento em que o pára-quedista deixa o avião, sua velocidade inicial vertical de queda é nula e, nesse caso, a única força vertical que age sobre o seu corpo é a gravitacional. 2 a) Qual a intensidade da força de atrito entre o bloco e a mesa? b) Qual a aceleração do bloco se o módulo da força for 35N? (04) Considerando g = 10 m/s e desprezando a resistência do ar, o pára-quedista, mantendo o pára – quedas fechado por 10 s, atinge uma velocidade vertical de 360 km/h. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados Grandes Mestres Gregor Mendel FISICA – IV – Suplemento Digital (08) A partir do instante que o pára – queda se abre, a força de resistência do ar é sempre maior que a força da gravidade. (16) Ao abrir o pára – quedas, o pára-quedista sobe. Prof Paulo Bahiense e Naldo 19 70 - Uma mola pendurada num suporte apresenta comprimento igual a 20 cm. Na sua extremidade livre dependura-se um balde vazio, cuja massa é 0,50 kg. Em seguida, coloca-se água no balde até que o comprimento da mola atinja 40 cm. O gráfico a seguir ilustra a força que a mola exerce sobre o balde, em função do seu comprimento. 67 – Quando um homem está deitado numa rede (de massa desprezível), as forças que esta aplica na parede formam um ângulo de 30° com a horizontal, e a intensidade de cada uma é de 60 kgf. Pede-se: a) Qual é o peso do homem? a) a massa de água colocada no balde; b) O gancho da parede foi mal instalado e resiste apenas até 130 kgf. Quantas crianças de 30 kg a rede suporta? (suponha que o ângulo não mude). 68 – Um corpo de massa m = 20 kg, deslocando-se sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa, sofre o impulso de uma força, I = 60 N.s, no sentido do seu movimento, no instante em que a velocidade do corpo era Vo = 5,0 m/s. Sabendo-se ainda que a aceleração média sofrida pelo corpo durante a 2 atuação da força foi de 300m/s , calcule: b) a energia potencial elástica acumulada na mola no final do processo. Especial – Só para cobras! A figura abaixo representa 3 cilindros iguais num plano horizontal. O atrito entre os cilindros é nulo e cada cilindro tem peso P . a) a velocidade final do corpo; b) o tempo de atuação da força; c) o valor médio da força. 69 – Num jogo de vôlei, o jogador que está junto à rede salta e "corta" uma bola (de massa m = 0,30 kg) levantada na direção vertical, no instante em que ela atinge sua altura máxima, h = 3,2 m. Nessa "cortada" a bola adquire uma velocidade de módulo V, na direção paralela ao solo e perpendicular à rede, e cai exatamente na linha de fundo da quadra. A distância entre a linha de meio da quadra (projeção da rede) e a linha de fundo é d = 9,0 m. 2 Adote g = 10 m/s . Calcule: Demonstre que o menor coeficiente de atrito de deslizamento entre os cilindros e o piso horizontal é μ tg 30 o 3 a) o tempo decorrido entre a cortada e a queda da bola na linha de fundo. b) a velocidade V que o jogador transmitiu à bola. c) o valor do módulo da variação da quantidade de movimento, Δ Q, do centro de massa do jogador, devida à cortada. d) a intensidade média da força, F, que o jogador aplicou à bola, supondo que o tempo de contato -2 entre a sua mão e a bola foi de 3,0x10 s. Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados FISICA – IV – Suplemento Digital Grandes Mestres Gregor Mendel Prof Paulo Bahiense e Naldo 20 GABARITO – DINÂMICA 01 – D 06 – D 11 – C 16 – D 21 – C 26 – D 31 – E 36 – E 41 – A 46 – B 02 – B 07 – C 12 – A 17 – E 22 – A 27 – E 32 – D 37 – D 42 – B 47 – A 03 – C 08 – D 13 – E 18 – C 23 – C 28 – C 33 – E 38 – A 43 – E 48 – A 04 – D 09 – C 14 – A 19 – E 24 – E 29 – E 34 – B 39 – C 44 – C 49 – A 05 – B 10 – D 15 – A 20 – A 25 – C 30 – B 35 – E 40 – D 45 – C 50 – B 51 – Demonstração 52 – Isto ocorre no momento da abertura. Neste momento a velocidade do pára-quedista diminui até a velocidade limite. 53 – 18 54 – 1050N 55 – a) 9 x 104 N; b) 4 m/s2 56 – 24 57 – 10 58 – 2g/9 e g/9 59 – 6 s 60 – 5/3 61 – a) acelerado, 600N; retardado 400N b) acelerado, 400N; retardado 600N c) 500N d) zero 62 – a) 600g; b) 1/3 W 63 – a) 20 N; b) 1 m/s2 64 – a) 9,6 x 10-3 kg.m/s; b) 0,32 65 – 100 66 – 06 67 – a) 60 kgF; b) 4 crianças 68 – a) 8,0 m/s; b) 1,0x10-2 s; c) 6,0x103 N 69 – a) 8,0x10-1 s; b) 11,25 m/s; c) 3,375 kg m/s; d) 112,5 N. 70 – a) 9,5 kg; b) 10 J Física – 2014 – Livro – IV – Digital (Suplemento) – Escrito por Paulo Bahiense – Todos os direitos reservados