RESOLUÇÃO DA AVALIAÇÃO DE FÍSICA – 3o ANO DO ENSINO MÉDIO
DATA: 01/08/09
PROFESSOR: WLADIMIR
Sobre um corpo de massa m = 2,0kg atua uma força resultante Fx variável em módulo, mas de direção
paralela ao deslocamento desse corpo, conforme o gráfico. A abscissa x(m) representa os valores das
coordenadas de localização do móvel em questão.
Calcule, considerando tal corpo como um ponto material, a variação da energia cinética desse móvel
para o deslocamento entre os pontos x = 4,0m e x = 8,0m.
τtotal = ∆Ecinética , onde o trabalho total pode ser calculado pela área do gráfico entre 4,0 e 8,0 m.
(4x6)/2 representa a área.
Portanto 12J.
Um vagão de trem, de massa total igual a 2,00x103 kg viaja com velocidade de 36,00 km/h em direção
ao obstáculo limite de uma linha férrea num plano horizontal, num local onde os atritos podem ser
considerados desprezíveis quando comparados com a magnitude das forças envolvidas no fenômeno.
Ao se chocar com a mola, o vagão causa na mesma uma deformação máxima de 50cm.
Com base em tais fatos, pode-se afirmar que a constante elástica da mola, em unidade do SI, é dada
por:
τtotal = ∆Ecinética
τpeso + τnormal + τfel = 0 – (½)mVo 2
0+
0+ ([-(1/2)kx2] =– (½)mVo 2
2
2
kx = mVo
k (0,5)2 = 2,00x103 ( 10)2
k = 8 x105 N/m.
Um carro sobe um plano com velocidade escalar constante impelido por uma força motora de módulo
F. A força de atrito atuante no carro equivale a 10% de seu peso. O ângulo de inclinação do plano vale
30o. A massa total do carro, considerando os passageiros, é de 1,0 tonelada (1000kg). A gravidade
2
local é igual a 10m/s . A velocidade escalar do carro é de 15m/s.
Calcule, em W, a potência média útil desenvolvida pelo carro.
Se é M.R.U, então F = fat + Px => F = 10%( mg) + mgsen(30o)
Desse modo, F = 6000N
Potútil = F. V = 6000x15 = 90000N = 90kN.
Um livro de física é lançado horizontalmente sobre uma mesa, conforme a figura abaixo, desacelerando, ao se deslocar a uma distância d, sobre a superfície da mesa, num local onde a gravidade local
vale g. O coeficiente de atrito cinético entre a mesa e o livro vale µ.
A opção que melhor representa o módulo da desaceleração do livro, em relação ao solo é:
Fr = fat
ma = µN
ma = µmg
a = µg.
Sobre um corpo de dimensões desprezíveis, atuam duas forças, cujas intensidades são F1 = 8,0 N e
F2 = 6,0 N.
Qual das opções a seguir pode representar o módulo da resultante dessas duas forças?
No máximo a resultante pode valer F1 +F2 = = 8,0 N + 6,0 N. = 14,0N
No mínimo a resultante pode valer F1 -F2 = = 8,0 N - 6,0 N. = 2,0N
Assim a única resposta pode ser 4,0 N ( por exclusão).
A figura representa um homem que empurra um caixote de massa 50,0kg plano acima, elevando-o de
1,0m de altura, após percorrer um comprimento de 5,0m ao longo do plano, partindo do repouso e
chegando ao topo com velocidade de 1,0m/s. A força de atrito atuante no caixote é de 50N.
Calcule o trabalho realizado pelo homem no trajeto descrito, em Joules.
τtotal = ∆Ecinética
τpeso + τnormal + τhomem + τfat = (½)mV 2 - (½)mVo 2
(-mgh) + 0 + τhomem + τfat = (½)mV 2 – 0
(-50.10.1)+ τhomem + (-50.5) = (½)50(1,0) 2 – 0
τhomem = 775J.
Das unidades abaixo, marque aquela que representa uma grandeza vetorial.
Resposta: Força.
O elevador da figura ao lado, que sobe em M.U. com velocidade de 0,5m/s, tem
massa igual a 230kg, e a pessoa, ilustrada, apresenta massa igual a 70kg, em
um local onde g = 10m/s2. O motor elétrico é alimentado por uma rede elétrica de
voltagem igual a 300V, sendo percorrido por uma corrente elétrica de 10A.
Responda as questões a seguir, apresentando seus cálculos no espaço reservado a cada item.
Qual é a potência mecânica exercida pelos cabos do elevador sobre o conjunto
descrito no texto?
A potência mecânica transferida pelos cabos é dada por:
Pot = Tensão x Velocidade (eq 1)
Tensa no cabo é numericamente igual ao peso do sistema já que o movimento é uniforme e
retilíneo.
Assim Tensão = ( mtotal)g = (300)10=3000N
Aplicando o resultado encontrado na eq1,
FÍSICA
Pot = 3000 x 0,5 = 1500W
Qual é a intensidade da força exercida pelos pés do homem sobre o piso do elevador?
Já que o movimento é M.R.U, pela lei da inércia as forças atuantes no homem devem se anular,
desse modo N = Phomem => N = mhomem.g = 70x10 = 700N
Desprezando os atritos entre o elevador e as guias verticais da estrutura, e considerando que a
potência transmitida pelos cabos corresponde à potência útil do motor do elevador, calcule o
rendimento do elevador?
Para calcular o rendimento, é necessário encontrar o valor da potência disponibilizada pela rede
elétrica
(Pot total):
P = ixU = 10x300 = 3000W.
O rendimento é dado por:
η = {potútil / pottotal]
No item A, a potência útil foi calculada. Pútil = 1500W. Assim
η = {potútil / pottotal] = [1500/3000] = 0,5 = 50%