FÍSICA – SETOR B Prof. Bruno / Alex TAREFA MÍNIMA: 5. (Ufu 2001) Um corpo de 10kg desloca-se em uma trajetória retilínea, horizontal, com uma velocidade de 3m/s, quando passa a atuar sobre 1. (G1 1996) Uma partícula, em um dado referencial, possui massa de 10 kg e velocidade, horizontal, para direita, de 20 m/s. Descreva o vetor quantidade de movimento desta partícula, neste instante. ele uma força F , que varia de acordo com o gráfico, formando um ângulo reto com a direção inicial do movimento. Se F é a única força que atua sobre o corpo e se sua direção e sentido permanecem constantes, analise as seguintes afirmações e responda de acordo com o código que se segue. 2. (G1 1996) Uma partícula possui 300 kgm/s de quantidade de movimento. A partícula recebe um impulso de 500 N.s, na mesma direção e sentido contrário do movimento. Qual a quantidade de movimento final desta partícula? 3. (Ufla 2003) Os gráficos apresentados a seguir mostram uma área A hachurada sob uma curva. A área A indicada é numericamente igual ao impulso de uma força no gráfico I. A energia cinética do corpo no instante t=6s é de 125J. II. O trabalho realizado pela força F no intervalo entre t=0 e t=6s é nulo. III. A quantidade de movimento do corpo no instante t=6s é de 70kg.m/s. a) I e II são corretas. b) Apenas I é correta. c) II e III são corretas. d) I e III são corretas. 6. 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 V0 = 5,0 m/s. Sabendose ainda que a aceleração média sofrida pelo corpo durante a atuação da força foi de 300 2 m/s , calcule: a) a velocidade final do corpo; b) o tempo de atuação da força; c) o valor médio da força. 4. (Mackenzie 2008) Durante sua apresentação numa "pista de gelo", um patinador de 60 kg, devido à ação exclusiva da gravidade, desliza por uma superfície plana, ligeiramente inclinada em relação à horizontal, conforme ilustra a figura a seguir. O atrito é praticamente desprezível. Quando esse patinador se encontra no topo da pista, sua velocidade é zero e ao atingir o ponto mais baixo da trajetória, sua quantidade de movimento tem módulo: 2 Dados: g = 10 m/s 7. (Uel 1995) Um corpo de massa 2,0 kg é lançado verticalmente para cima, com velocidade inicial de 20 m/s. Despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade g=10 m/s 2. O módulo do impulso exercido pela força-peso, desde o lançamento até atingir a altura máxima, em unidades do Sistema Internacional, vale: a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 2 a) 1,20 . 10 kg . m/s 2 b) 1,60 . 10 kg . m/s 2 c) 2,40 . 10 kg . m/s 2 d) 3,60 . 10 kg . m/s 2 e) 4,80 . 10 kg . m/s 1 8. (Uel 1995) Uma partícula de massa 2,0 kg move-se com velocidade escalar de 3,0 m/s no Nessas condições, o impulso da força exercida pelo dedão sobre o rolete do isqueiro e sobre a alavanca que libera o gás até seu completo abaixamento, tem intensidade, em N.s, de: a) 0,05. b) 0,10. c) 0,15. d) 0,20. e) 0,25. instante em que recebe a ação de uma força F , de intensidade constante, que nela atua durante 2,0 s. A partícula passa, então, a se mover na direção perpendicular à inicial com quantidade de movimento de módulo 8,0 kg m/s. A intensidade da força F , em N, vale a) 3,0 b) 5,0 c) 6,0 d) 8,0 e) 10,0 2. (Pucsp 2005) O gráfico representa a força resultante sobre um carrinho de supermercado de massa total 40 kg, inicialmente em repouso. 9. (Uesc 2011) Uma esfera de massa igual a 2,0kg, inicialmente em repouso sobre o solo, é puxada verticalmente para cima por uma força constante de módulo igual a 30,0N, durante 2,0s. Desprezando-se a resistência do ar e considerando-se o módulo da aceleração da A intensidade da força constante que produz o mesmo impulso que a força representada no gráfico durante o intervalo de tempo de 0 a 25 s é, em newtons, igual a: 2 gravidade local igual a 10m / s , a intensidade da velocidade da esfera, no final de 2,0s, é igual, em m/s, a: a) 10,0 b) 8,0 c) 6,0 d) 5,0 e) 4,0 a) 1,2 b) 12 c) 15 d) 20 e) 21 3. (Uftm 2012) Um pedreiro, ao mover sua colher, dá movimento na direção horizontal a uma porção de massa de reboco, de 0,6 kg, que atinge perpendicularmente a parede, com velocidade de 8 m/s. A interação com a parede é inelástica e tem duração de 0,1 s. No choque, a massa de reboco se espalha uniformemente, 2 cobrindo uma área de 20 cm . Nessas condições, a pressão média exercida pela massa sobre os tijolos da parede é, em Pa, a) 64 000. b) 48 000. c) 36 000. d) 24 000. e) 16 000. TAREFA COMPLEMENTAR: 1. (Fgv 2007) Ao acender um isqueiro, uma pessoa faz com que seu dedão exerça uma força variável direcionada a três ações distintas: I. É preciso vencer a força de atrito estático entre o rolete e a pedra a ele pressionada. II. Superado o atrito estático, a força aplicada não mais necessita ser de tamanho tão elevado e, portanto, pode ser reduzida. Ainda em contato com o rolete, o dedão desce e começa a abaixar a alavanca que libera o gás. III. Uma vez livre do rolete e com a alavanca que libera o gás completamente pressionada, a força é mantida constante durante o tempo que for necessário se ter a chama acesa. 4. (Uerj 2012) Observe a tabela abaixo, que apresenta as massas de alguns corpos em movimento uniforme. O gráfico mostra, hipoteticamente, a intensidade da força exercida por uma pessoa no ato de acender um isqueiro, para cada ação descrita. Corpos Massa (kg) leopardo automóvel caminhão 120 1100 3600 Velocidade (km/h) 60 70 20 Admita que um cofre de massa igual a 300 kg cai, a partir do repouso e em queda livre de uma altura de 5 m. Considere Q1 , Q 2 , Q 3 e Q 4 , respectivamente, as quantidades de movimento do leopardo, do automóvel, do caminhão e do cofre ao atingir o solo. As magnitudes dessas grandezas obedecem relação indicada em: 2 a) Q1 Q4 Q2 Q3 b) Q4 Q1 Q2 Q3 c) Q1 Q4 Q3 Q2 d) Q4 Q1 Q3 Q2 Em um dado instante, o fio é cortado e o corpo C cai 2 livremente. Adotando-se g = 10 m/s , a quantidade de movimento do corpo, no instante t = 1,0 s, medido a partir do início da queda, tem módulo: a) 30 kg.m/s b) 60 kg.m/s c) 90 kg.m/s d) 120 kg.m/s e) 150 kg.m/s 5. (Fgvrj 2011) Leonardo, de 75 kg, e sua filha Beatriz, de 25 kg, estavam patinando em uma pista horizontal de gelo, na mesma direção e em sentidos opostos, ambos com velocidade de módulo v = 1,5 m/s. Por estarem distraídos, colidiram frontalmente, e Beatriz passou a se mover com velocidade de módulo u = 3,0 m/s, na mesma direção, mas em sentido contrário ao de seu movimento inicial. Após a colisão, a velocidade de Leonardo é: a) nula. b) 1,5 m/s no mesmo sentido de seu movimento inicial. c) 1,5 m/s em sentido oposto ao de seu movimento inicial. d) 3,0 m/s no mesmo sentido de seu movimento inicial. e) 3,0 m/s em sentido oposto ao de seu movimento inicial. 8. (Unesp 2013) Um brinquedo é constituído por dois carrinhos idênticos, A e B, de massas iguais a 3kg e por uma mola de massa desprezível, comprimida entre eles e presa apenas ao carrinho A. Um pequeno dispositivo, também de massa desprezível, controla um gatilho que, quando acionado, permite que a mola se distenda. 6. (Fuvest 2011) Um gavião avista, abaixo dele, um melro e, para apanhá-lo, passa a voar verticalmente, conseguindo agarrá-lo. Imediatamente antes do instante em que o gavião, de massa MG = 300 g, agarra o melro, de massa MM = 100 g, as velocidades do gavião e do melro são, respectivamente, VG = 80 km/h na direção vertical, para baixo, e VM = 24 km/h na direção horizontal, para a direita, como ilustra a figura acima. Imediatamente após a caça, o vetor velocidade u do gavião, que voa segurando o melro, forma um ângulo com o plano horizontal tal que tg é aproximadamente igual a: Antes de o gatilho ser acionado, os carrinhos e a mola moviam-se juntos, sobre uma superfície plana horizontal sem atrito, com energia mecânica de 3,75J e velocidade de 1m/s, em relação à superfície. Após o disparo do gatilho, e no instante em que a mola está totalmente distendida, o carrinho B perde contato com ela e sua velocidade passa a ser de 1,5m/s, também em relação a essa mesma superfície. Nas condições descritas, calcule a energia potencial elástica inicialmente armazenada na mola antes de o gatilho ser disparado e a velocidade do carrinho A, em relação à superfície, assim que B perde contato com a mola, depois de o gatilho ser disparado. a) 20. b) 10. c) 3. d) 0,3. e) 0,1. 9. (Fuvest 2011) Num espetáculo de circo, um homem deita-se no chão do picadeiro e sobre seu peito é colocada uma tábua, de 30 cm x 30 cm, na qual foram cravados 400 pregos, de mesmo tamanho, que atravessam a tábua. No clímax do espetáculo, um saco com 20 kg de areia é solto, a partir do repouso, de 5 m de altura em relação à tábua, e cai sobre ela. Suponha que as pontas de todos os pregos estejam igualmente em contato com o peito do homem. 7. Mackenzie 2010) O conjunto ilustrado ao lado é constituído de fio e polias ideais e se encontra em equilíbrio, quando o dinamômetro D, de massa desprezível, indica 60 N. Determine: a) A velocidade do saco de areia ao tocar a tábua de pregos. b) A força média total aplicada no peito do homem se o saco de areia parar 0,05 s após seu contato com a tábua. 2 c) A pressão, em N/cm , exercida no peito do 2 homem por cada prego, cuja ponta tem 4 mm de área. 3 GABARITO 10. (Cesgranrio 1992) Um corpo se move numa trajetória plana e retilínea, sem atrito. Por ação de uma força, na mesma direção e sentido do movimento, um corpo de massa 2,0 kg passa de 5,0 m/s para 10 m/s. O módulo do impulso e o trabalho realizado sobre o corpo, no intervalo de tempo que corresponde à variação de velocidade dada são, respectivamente de: a) 75 N.s e 10 J b) 30 N.s e 75 J c) 10 N.s e 100 J d) 10 N.s e 75 J e) 5,0 N.s e 50 J TAREFA MÍNIMA: 1. Direção: horizontal; Sentido: para direita e Intensidade: 200 kgm/s. 2. 200 kgm/s, com inversão de sentido. 3. [C] 4. [C] 5. [B] 6. a) 8,0 m/s. 2 b) 1,0 × 10 s. 3 c) 6,0 × 10 N. 7. [D] 8. [B] 9. [A] 11. (Cesgranrio 1991) Um carrinho de massa M = 3,0 kg move-se em linha reta sobre um piso horizontal sem atrito. A velocidade do carrinho é de 6,0 m/s. Sobre o carrinho, encontra-se fixada uma mola que é comprimida por um objeto de massa m = 0,50 kg. Inicialmente, tal objeto se desloca solidário ao carrinho, atado ao mesmo por um fio. Em um dado instante, o fio é rompido e a mola empurra o objeto para trás, projetando-o, horizontalmente, para fora do carrinho com uma velocidade de 6,0 m/s em relação ao piso. Uma vez livre do objeto de massa m, qual a velocidade do carrinho? TAREFA COMPLEMENTAR: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. [E] [E] [D] [C] [A] [B] [D] E = 0,75J ; V=0,5 m/s a) v = 10 m/s. b) Fm = 4.200 N 2 c) p = 262,5 N/cm 10. [D] 11. [B] 12. V = 2.g.L . a) 6,0 m/s b) 8,0 m/s c) 10 m/s d) 12 m/s e) 14 m/s 12. (Unesp 1991) Um tubo de massa M contendo uma gota de éter (de massa desprezível) é suspenso por meio de um fio leve de comprimento L, conforme ilustrado na figura a seguir. Mostre que (M/m) 2gL é a velocidade horizontal mínima com que a rolha de massa m deve sair do tubo aquecido para que ele atinja a altura de seu ponto de suspensão (g é a aceleração da gravidade). 4