NOME COMPLETO: ___________________________________________________ N°: ____ DATA: __/ __/2015
DISCIPLINA: Física
ANO:1°
TURMA: A/B/C
PROFESSOR(A): Daniel Japiassú
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. (Mackenzie)
2,0 kg
5,0 m / s
Um corpo de massa
é lançado sobre um plano horizontal rugoso com uma velocidade inicial de
e
sua velocidade varia com o tempo, segundo o gráfico acima.
2
Considerando a aceleração da gravidade g  10,0 m / s , o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o plano vale
2
a) 5,0  10
1
b) 5,0  10
1
c) 1,0  10
1
d) 2,0  10
2
e) 2,0  10
g  10
m
,
s2 2. (Uel)
Para colocar um pacote de
40 kg
sobre a carroceria de seu veículo, um entregador de
3 m de comprimento, está apoiada no chão e na
encomendas utiliza uma rampa inclinada para puxá-lo. A rampa, de
carroceria e faz um ângulo de 20 com o chão, que é plano. O coeficiente de atrito cinético entre a rampa e o pacote
é 0,2. O entregador emprega uma força sobre o pacote que o faz subir pelo plano inclinado com velocidade
constante. O entregador não desliza sobre a carroceria quando puxa o pacote. Considerando o enunciado, o
m
g  10 ,
cos(20)  0,94, sen(20)  0,34
s2
o
ea
a) faça o diagrama de corpo livre e calcule o trabalho realizado pelo entregador sobre o pacote até este alcançar a
carroceria do veículo;
b) calcule a variação da energia potencial do pacote. Justifique sua resposta apresentando todos os cálculos
realizados.
kW ? 3. (Pucrj) Um elevador de 500 kg deve subir uma carga de 2,5 toneladas a uma altura de 20 metros, em um
tempo inferior a 25 segundos. Qual deve ser a potência média mínima do motor do elevador, em kW ?
Dado:
g  10 m / s2
a) 20
b) 16
c) 24
d) 38
e) 15
4. (Unicamp) O primeiro trecho do monotrilho de São Paulo, entre as estações Vila Prudente e Oratório, foi
inaugurado em agosto de 2014. Uma das vantagens do trem utilizado em São Paulo é que cada carro é feito de ligas
de alumínio, mais leve que o aço, o que, ao lado de um motor mais eficiente, permite ao trem atingir uma velocidade
de oitenta quilômetros por hora.
 τaço 


3
τ 
I. a) A densidade do aço PE daço  7,9g / cm e a do alumínio é dAl  2,7g / cm . Obtenha a razão  Al  entre os
trabalhos realizados pelas forças resultantes que aceleram dois trens de dimensões idênticas, um feito de aço e
outro feito de alumínio, com a mesma aceleração constante de módulo a, por uma mesma distância I.
3
b) Outra vantagem do monotrilho de São Paulo em relação a outros tipos de transporte urbano é o menor nível de
ruído que ele produz. Considere que o trem emite ondas esféricas como uma fonte pontual. Se a potência sonora
emitida pelo trem é igual a P  1,2mW, qual é o nível sonoro S em dB, a uma distância R  10m do trem? O nível
S  10dB log
sonoro S em dB é dado pela expressão
I0  10
12
W /m
I
,
I0
em que I é a intensidade da inda sonora e
2
é a intensidade de referência padrão correspondente ao limiar da audição do ouvido humano.
5. (Fgvrj) Um atleta corre em uma pista retilínea, plana e horizontal, com velocidade, em relação ao solo, constante e
4 m/s. Não há vento, e a única força que se opõe ao seu movimento é a resistência do ar, que tem
de módulo igual a
módulo proporcional ao quadrado da velocidade do atleta em relação ao ar, e a direção do seu movimento. Nessas
4 m/s em relação
condições, o atleta desenvolve uma potência P. Em certo instante, começa a soprar um vento de
ao solo, na direção do movimento do atleta e em sentido oposto. Nessa nova situação, a potência que o atleta
4 m/s
desenvolve para manter a mesma velocidade de
em relação ao solo é igual a
4
P
a)
16 P
b)
2P
c)
8P
d)
e) P
6. (Ufsm) A tabela reproduz o rótulo de informações nutricionais de um pacote de farinha de trigo.
INFORMAÇÃO NUTRICIONAL
50 g ou 1/2 xícara de farinha de trigo)
(Porção de
Quantidade por porção
170kcal  714kJ 170kcal  714kJ
Valor energético
%VD(%) %VD(%)
9% 9%
Carboidratos
36,0 g 36,0 g
Proteínas
4,9 g 4,9 g
7% 7%
Gorduras totais
0,7 g 0,7 g
1% 1%
Gorduras saturadas
0,0 g 0,0 g
0% 0%
Gorduras trans
0,0 g 0,0 g
Fibra alimentar
1,6 g 1,6 g
6% 6%
Sódio
0,0mg 0,0mg
0% 0%
Ferro
2,1mg 2,1mg
15% 15%
Ácido fólico (vit. B9)
76 μg 76 μg
19% 19%
12% 12%
Considerando o Valor energético informado no rótulo, essa quantidade de energia corresponde ao trabalho realizado
50N, com velocidade constante, por uma distância de,
ao arrastar um corpo contra uma força de atrito de
aproximadamente,
3,4m.
a)
14,3m.
b)
1,4km.
c)
3,4km.
d)
14,3km.
e)
7. (Upe) SREC ou KERS (acrônimo de Sistema de Recuperação de Energia Cinética, em inglês Kinetic Energy
Recovery Systems) é um sistema de frenagem/travagem usado no mundo do automobilismo, que recupera uma parte
da energia cinética gerada pela desaceleração, em vez de toda esta se perder na forma de calor. O método mais
comum de armazenar energia é acumular eletricidade em baterias ou em supercondensadores. Outro é guardar a
energia mecânica num sistema de volante de inércia.
(Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Recuperação_de_Energia_Cinética)
O KERS é amplamente utilizado em carros de corrida da Fórmula 1. Em uma corrida, suponha que um carro, de
m  600 kg, equipado com esse dispositivo, atinja ao final de uma reta a velocidade máxima de 270 km / h
massa
sem auxílio do KERS. Se o piloto desse carro tivesse ativado o KERS, utilizando uma energia adicional acumulada
200 km / h a 100 km / h, qual seria a nova velocidade
no valor de 57% da energia de uma desaceleração de
máxima atingida na reta?
282 km / h
a)
290 km / h
b)
300 km / h
c)
384 km / h
d)
424 km / h
e)
8. (Ufrgs) Observe o sistema formado por um bloco de massa m comprimindo uma mola de constante k,
representado na figura abaixo.
Considere a mola como sem massa e o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície igual a
μC .
Qual deve ser a compressão X da mola para que o bloco deslize sem rolar sobre a superfície horizontal e pare no
ponto distante 4  da posição de equilíbrio da mola?
2 mg / k.
a)
2 μC mg / k.
b)
4 μC mg / k.
c)
8 μC mg / k.
d)
10 μC mg / k.
e)
9. (Mackenzie)
5,00 kg é lançado sobre um plano inclinado do ponto A, com velocidade inicial de 8,00 m / s,
Um bloco de massa
como indicado na figura acima.
2
4,00 m, ele atinge o repouso no ponto B. A
Considerando a aceleração da gravidade g  10,0 m / s , após percorrer
energia dissipada pela força de atrito é
80,0 J
a)
60,0 J
b)
90,0 J
c)
40,0 J
d)
30,0 J
e)
10. (Espcex (Aman)) Em um parque aquático, um menino encontra-se sentado sobre uma prancha e desce uma
B, conforme figura abaixo. O conjunto menino-prancha
rampa plana inclinada que termina em uma piscina no ponto
60 kg, e parte do repouso do ponto A da rampa. O coeficiente de atrito cinético entre a prancha e
possui massa de
β
a rampa vale 0,25 e
é o ângulo entre a horizontal e o plano da rampa. Desprezando a resistência do ar, a
variação da quantidade de movimento do conjunto menino-prancha entre os pontos A e B é de
Dados: intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s2
considere o conjunto menino-prancha uma partícula
cos β  0,8 cos β  0,8
sen β  0,6
a)
40 3 N  s
b)
60 3 N  s
c)
70 3 N  s
d)
e)
180 3 N  s
240 3 N  s
1,0 kg
g  10 m / s2 ,
11. (Pucrs) Uma caixa com um litro de leite tem aproximadamente
de massa. Considerando
se
10cm
1,0 s,
ela for levantada verticalmente, com velocidade constante,
em
a potência desenvolvida será,
aproximadamente, de
2
a) 1,0  10 W
b) 1,0  10W
0
c) 1,0  10 W
1
d) 1,0  10 W
2
e) 1,0  10 W
500 kg deve subir uma carga de 2,5 toneladas a uma altura de 20 metros, em um
12. (Pucrj) Um elevador de
tempo inferior a 25 segundos.
Qual deve ser a potência média mínima do motor do elevador, em watts?
Considere:
g  10 m / s2
3
a) 600  10
3
b) 16  10
3
c) 24  10
3
d) 37,5  10
3
e) 1,5  10
13. (Fuvest) A energia necessária para o funcionamento adequado do corpo humano é obtida a partir de reações
5 kcal por litro
químicas de oxidação de substâncias provenientes da alimentação, que produzem aproximadamente
O
O
de 2 consumido. Durante uma corrida, um atleta consumiu 3 litros de 2 por minuto.
Determine
a) a potência P gerada pelo consumo de oxigênio durante a corrida;
b) a quantidade de energia E gerada pelo consumo de oxigênio durante 20 minutos da corrida;
100 W.
c) o volume V de oxigênio consumido por minuto se o atleta estivesse em repouso, considerando que a sua
100 W.
taxa de metabolismo basal é
Note e adote:
1 cal  4 J.
14. (Fuvest) O espelho principal de um dos maiores telescópios refletores do mundo, localizado nas Ilhas Canárias,
10 m de diâmetro e distância focal de 15 m. Supondo que, inadvertidamente, o espelho seja apontado
tem
diretamente para o Sol, determine:
a) o diâmetro D da imagem do Sol;
W / m2 ; b) a densidade S de potência no plano da imagem, em W / m2 ;
4 s. c) a variação ΔT da temperatura de um disco de alumínio de massa 0,6 kg colocado no plano da imagem,
4 s.
considerando que ele tenha absorvido toda a energia incidente durante
Note e adote:
π3 π3
O espelho deve ser considerado esférico.
Distância Terra  Sol  1,5  1011 m. Distância Terra  Sol  1,5  1011 m.
Diâmetro do Sol  1,5  109 m. Diâmetro do Sol  1,5  109 m.
Calor específico do Al  1 J / (g K).
Calor específico do Al = 1 J/(g K).
 1kW / m2 .
Densidade de potência solar incidindo sobre o espelho principal do telescópio
O diâmetro do disco de alumínio é igual ao da imagem do Sol.
Desconsidere perdas de calor pelo disco de alumínio.
 1kW / m2 .
15. (G1 - utfpr) Nos motores de automóveis a gasolina, cerca de 70% da energia fornecida pela queima do
combustível é dissipada sob a forma de calor. Se durante certo intervalo de tempo a energia fornecida pelo
combustível for de 100.000 J, é correto afirmar que aproximadamente:
30.000 J correspondem ao aumento da energia potencial.
70.000 J correspondem ao aumento da potência.
b)
30.000 J são transformados em energia cinética.
c)
a)
30.000 J correspondem ao valor do trabalho mecânico realizado.
70.000 J correspondem ao aumento da energia cinética e 30.000 J são transformados em energia potencial.
e)
d)
16. (Epcar (Afa)) A figura abaixo representa um macaco hidráulico constituído de dois pistões A e B de raios
R A  60 cm e RB  240 cm, respectivamente. Esse dispositivo será utilizado para elevar a uma altura de 2 m, em
relação à posição inicial, um veículo de massa igual a 1 tonelada devido à aplicação de uma força F. Despreze as
massas dos pistões, todos os atritos e considere que o líquido seja incompressível.
Nessas condições, o fator de multiplicação de força deste macaco hidráulico e o trabalho, em joules, realizado pela
força F, aplicada sobre o pistão de menor área, ao levantar o veículo bem lentamente e com velocidade constante,
são, respectivamente,
4
a) 4 e 2,0  10
3
b) 4 e 5,0  10
4
c) 16 e 2,0  10
3
d) 16 e 1,25  10
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal
do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico,
empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à
roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular.
17. (Unicamp) Qual o trabalho executado pela força de atrito entre o pneu e o solo para parar um carro de massa
m  1.000 kg, inicialmente a v  72 km / h, sabendo que os pneus travam no instante da frenagem, deixando de
girar, e o carro desliza durante todo o tempo de frenagem?
4
a) 3,6  10 J.
b)
2,0  105 J.
5
c) 4,0  10 J.
d)
2,6  106 J.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.
R  8 J (mol  K). Constante dos gases: R  8 J (mol  K).
P0  100 kPa. Pressão atmosférica ao nível do mar: P0  100 kPa.
CO2  44 u. Massa molecular do CO2  44 u.
80cal g. Calor latente do gelo: 80cal g.
0,5cal (g  K). Calor específico do gelo: 0,5cal (g  K).
1cal  4  107 erg. 1cal  4  107 erg.
Aceleração da gravidade:
g  10,0m s2 .
q, é lançada verticalmente para cima com
18. (Ita) Uma pequena esfera metálica, de massa m e carga positiva
v
velocidade inicial 0 em uma região onde há um campo elétrico de módulo E, apontado para baixo, e um
gravitacional de módulo g, ambos uniformes. A máxima altura que a esfera alcança é
a)
b)
v2
.
2g
qe
.
mv 0
v0
.
c) qmE
d)
e)
mv 02
.
2(qE  mg)
3mEqv 0
.
8g
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
A(s) questão(ões) refere(m)-se ao enunciado abaixo.
100 g.
Na figura abaixo, estão representados dois pêndulos simples, X e Y, de massas iguais a
Os pêndulos, cujas
Y
hastes têm massas desprezíveis, encontram-se no campo gravitacional terrestre. O pêndulo
encontra-se em
h  0, 2 m
X
repouso quando o pêndulo
é liberado de uma altura
em relação a ele. Considere o módulo da
aceleração da gravidade
g  10 m / s2 .
19. (Ufrgs) Qual foi o trabalho realizado pelo campo gravitacional sobre o pêndulo X, desde que foi liberado até o
instante da colisão?
0,02 J.
a)
0, 20 J.
b)
2,00 J.
c)
20,0 J.
d)
200,0 J.
e)
TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:
Industrialização à base de água
Pode parecer exagero afirmar que a água foi um dos elementos mais importantes para a revolução industrial ocorrida
na Europa no século XVIII. O exagero desaparece quando lembramos que o principal fator das mudanças no modo
de produção daquela época foi a utilização do vapor no funcionamento das máquinas a vapor aperfeiçoadas por
James Watt por volta de 1765. Essas máquinas fizeram funcionar teares, prensas, olarias, enfim, substituíram a força
humana e a força animal. James watt estabeleceu a unidade de cavalo-vapor (Horse Power) que em valores
15000 kg a uma
aproximados é a capacidade de sua máquina de levantar uma massa de
30cm
altura de
no tempo de um minuto. Hoje, a unidade de potência no sistema internacional de unidades é o Watt,
em homenagem a James Watt.
20. (Pucmg) Considerando-se uma máquina que opere com uma potência de
1hora
realizaria em
é aproximadamente de:
2,0  104 W,
o trabalho que ela
7
a) 7,2  10 J
5
b) 4,8  10 J
8
c) 3,6  10 J
5
d) 2,0  10 J
21. (Pucmg) Com base no texto e considerando-se a aceleração da gravidade
potência de um cavalo-vapor é de aproximadamente:
7500 w
a)
4500 w
b)
1500 w
c)
750 w
d)
g  10 m / s2,
pode-se afirmar que a