Lista de Exercícios de Recuperação Física 2º Trimestre. Nome: Nº 1ª Série. 3 kg e o da intensidade da força F 2 a 50 N.

(1)

FÍSICA – FRANCIS

01. Considere um bloco sujeito a duas forças,

F

₁ e

F ,

₂

conforme ilustra o esquema.

O bloco parte do repouso em movimento uniformemente acelerado e percorre uma distância de

20 m

sobre o plano horizontal liso em

4 s.

O valor da massa do bloco é igual a

3 kg

e o da intensidade da força

F

₂ a

50 N.

A intensidade da força

F ,

₁ em newtons, equivale a: a) 57,5

b) 42,5 c) 26,5 d) 15,5

02. Analise as figuras a seguir.

Um astronauta chegou a um planeta desconhecido, e deseja medir a aceleração da gravidade local. Para isso, ele conta com um sistema massa-mola como o da figura 1. Esse sistema foi calibrado na Terra

(g



10 m s ),

2 e a relação entre a distensão da mola e a massa pendurada em sua extremidade é mostrada no gráfico da figura 2.

Devido à aceleração da gravidade do planeta, quando o astronauta pendurou uma massa de 10 gramas, a mola distendeu

1,5 cm.

A partir dessas informações, responda aos itens a seguir. a) Determine a constante elástica da mola na unidade de

N m.

Justifique sua resposta, apresentando os cálculos envolvidos na resolução deste item.

b) Determine a aceleração da gravidade do planeta de destino do astronauta, em

m s .

2

Justifique sua resposta, apresentando os cálculos envolvidos na resolução deste item.

03. Uma caixa, de massa

m,

é puxada por uma corda com uma força F, horizontal e de módulo constante, sobre uma superfície horizontal com atrito, na superfície da Terra.

O número total de forças que atuam no conjunto (caixa, corda e Terra) é de a) 10 b)

2

c)

4

d) 8 e) 6

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:

Leia a charge a seguir e responda à(s) questão(ões).

04. Com base na figura e nos conhecimentos sobre o atrito e

as Leis de Newton, assinale a alternativa correta.

a) Quando um corpo se movimenta em relação a outro, a força de atrito aparece sempre no sentido direto à tendência de movimento.

b) No final da caminhada (figura), a pessoa que está na frente fica parada sem escorregar, pois a

F

_{at max}



μ

_e

mg sen

θ

e portanto

μ

_e



tg

1

θ

.

c) Se por algum motivo (na figura), quem está atrás puxasse quem está na frente, a

F

_at estaria no mesmo sentido do “puxão” para quem aplicou a força.

Nome: _________________________________ Nº_ 1ª Série

Lista de Exercícios de Recuperação – Física – 2º Trimestre

(2)

d) Podemos afirmar que a força de atrito é proporcional à força normal e independente da área de contato.

e) No final da caminhada, a pessoa que está na frente está sujeita a uma

F ,

_at e, para que esta seja máxima, devemos ter

at max e

F



μ

mg sen .

θ

05. Considere dois instantes no deslocamento de um elevador em viagem de subida: o início

(I)

imediatamente após a partida, e o final

| F | .

F

06. Dois carros que transportam areia se deslocam sem atrito

na horizontal e sob a ação de duas forças constantes e iguais. Ao longo do deslocamento, há vazamento do material transportado por um furo em um dos carros, reduzindo sua massa total.

Considerando que ambos partiram do repouso e percorrem trajetórias paralelas e retas, é correto afirmar que após um intervalo de tempo igual para os dois, a velocidade do carro furado, se comparada à do outro carro,

a) é menor e o carro furado tem maior aceleração. b) é maior e o carro furado tem menor aceleração. c) é menor e o carro furado tem menor aceleração. d) é maior e o carro furado tem maior aceleração.

07. Considere uma caixa com tijolos sendo erguida do solo

ao último andar de um prédio em construção. A carga é erguida por uma corda vertical acoplada a uma polia no ponto mais alto da construção. Suponha que o módulo da velocidade da caixa aumente linearmente com o tempo dentro de um intervalo de observação. Caso os atritos possam ser desprezados, é correto afirmar que, durante esse intervalo, a tensão na corda é

a) proporcional ao quadrado do tempo. b) proporcional ao tempo.

c) constante. d) zero.

08. Um bloco está em repouso sobre uma superfície

horizontal. Nesta situação, atuam horizontalmente sobre o bloco uma força

F

₁ de módulo igual a

7 N

e uma força de atrito entre o bloco e a superfície (Figura a). Uma força adicional

F ,

₂ de módulo

3 N,

de mesma direção, mas em sentido contrário à

F ,

₁ é aplicada no bloco (Figura b). Com a atuação das três forças horizontais (força de atrito,

F

₁ e

F )

₂ e o bloco em repouso.

de massa

3,0 kg

está apoiado sobre uma mesa plana horizontal e preso a uma corda ideal. A corda passa por uma polia ideal e na sua extremidade final existe um gancho de massa desprezível, conforme mostra o desenho. Uma pessoa pendura, suavemente, um bloco

B

de massa

1,0 kg

no gancho. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco

A

e a mesa são, respectivamente,

e

0,50

μ



e

μ

_c



0,20.

Determine a força de atrito que a mesa exerce sobre o bloco

A.

Adote

g



10m s .

2

a)

15 N.

b)

6,0 N.

c)

30 N.

d)

10 N.

e)

12 N.

10. A figura abaixo representa um conjunto sobre o qual é

exercido uma força igual a

10 N.

Desprezando o atrito entre os blocos e a superfície, assinale o que for correto.

Dados: 2 A B g 10 m s m 2 kg m 3 kg   

01) A aceleração dos corpos vale

2 m s .

2 02) A força que

B

exerce em

A

vale

6 N.

04) A força que

A

exerce em

B

vale

4 N.

08) Considerando que o conjunto partiu do repouso, a equação que fornece o deslocamento do conjunto será

2

x t . Δ 

11. Um objeto de massa

6 kg

está sob a ação de duas forças

F

₁



18 N

e

F

₂



24 N,

perpendiculares entre si. Quanto vale, em

m s ,

2 a aceleração adquirida por esse objeto? a) 3 b)

4

c) 5 d) 6

(3)

12.

Um automóvel movimenta-se por uma pista plana horizontal e a seguir por uma pista plana em aclive formando um ângulo

,

N

1

13. Na montagem experimental abaixo, os blocos

A, B

e C

têm massas

m

_A



2,0 kg,

m

_B

3,5 10 N m.



3 Com o sistema em movimento, a deformação da mola é?

a)

2,0 cm

b)

1,0 cm

c)

1,5 cm

d)

2,8 cm

e)

4,2 cm

14. A figura abaixo ilustra uma máquina de Atwood.

Supondo-se que essa máquina possua uma polia e um cabo de massas insignificantes e que os atritos também são desprezíveis, o módulo da aceleração dos blocos de massas iguais a

m

₁



1,0 kg

e

m

₂



3,0 kg

em

m s ,

2 é

₁ a meio metro da linha horizontal. O plano possui inclinação de 30 com a horizontal. Todas as forças de atrito são desprezáveis.

Assinale a alternativa que corresponde ao valor aproximado do tempo para

m

₁ atingir a linha horizontal.

a)

0,32 s

b)

0,16 s

c)

0,63 s

d)

0,95 s

e)

0,47 s

16. Um caminhão transporta em sua carroceria um bloco de

peso

5.000 N.

Após estacionar, o motorista aciona o mecanismo que inclina a carroceria.

Sabendo que o ângulo máximo em relação à horizontal que a carroceria pode atingir sem que o bloco deslize é

θ

,

tal que

senθ0,60 e cosθ0,80, o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície da carroceria do caminhão vale

a)

0,55.

b) 0,15. c) 0,30. d) 0,40. e)

0,75.

17. Na situação da figura a seguir, os blocos

A

e

B

têm massas

m

_A



3,0 kg

e

m

_B



1,0 kg.

O atrito entre o bloco

A

e o plano horizontal de apoio é desprezível, e o coeficiente de atrito estático entre

B

e

A

vale

μ

_e



0,4.

O bloco

A

está preso numa mola ideal, inicialmente não deformada, de constante elástica

K



160 N m

que, por sua vez, está presa ao suporte

S.

(4)

O conjunto formado pelos dois blocos pode ser movimentado produzindo uma deformação na mola e, quando solto, a mola produzirá certa aceleração nesse conjunto. Desconsiderando a resistência do ar, para que

B

não escorregue sobre A, a deformação máxima que a mola pode experimentar, em

cm,

vale a) 3,0 b) 4,0 c) 10 d) 16

18. Um trabalhador está puxando, plano acima, uma caixa de

massa igual a

10 kg,

conforme indica a figura abaixo.

A força de atrito cinético entre as superfícies de contato da caixa e do plano tem módulo igual a

6 N.

Considere a aceleração da gravidade igual a

10 m s ,

2 o

cos 30,0

 

0,87,

o

sen 30,0

 

0,5,

o

cos 20,0

 

0,94

e o

sen 20,0

 

0,34.

Após colocar a caixa em movimento, o módulo da força

F

que ele precisa aplicar para manter a caixa em movimento de subida com velocidade constante é aproximadamente igual a

a)

200 N.

b)

115 N.

c)

68 N.

d)

46 N.

19. Para manter um carro de massa

1.000 kg

sobre uma rampa lisa inclinada que forma um ângulo θ com a horizontal, é preso a ele um cabo. Sabendo que o carro, nessas condições, está em repouso sobre a rampa inclinada, marque a opção que indica a intensidade da força de reação normal da rampa sobre o carro e a tração no cabo que sustenta o carro, respectivamente. Despreze o atrito. Dados:

sen

θ



0,6; cos

θ



Quando o ângulo

θ

₁ é tal que

sen

θ

₁



0,60

e

1

cos

θ



0,80,

o valor mínimo da intensidade da força F é

200 N.

Se o ângulo for aumentado para um valor

θ

₂

,

de modo que

sen

θ

₂



0,80

e

cos

θ

₂



0,60,

o valor mínimo da intensidade da força F passa a ser de

a)

400 N.

b)

350 N.

c)

800 N.

d)

270 N.

e)

500 N.

21. Em um depósito, uma pessoa puxa um carrinho com

sacas de milho, conforme mostra a figura a seguir.

Dados:

sen

θ



0,5; cos

θ



0,8; g



10 m s .

2

Considerando que a massa do carrinho, quando vazio, vale

20 kg,

que o coeficiente de atrito entre as rodas do carrinho e o solo vale 0,2 e que, durante o deslocamento a velocidade foi constante, pode-se afirmar que a força exercida pela pessoa foi de a)

260 N

b)

350 N

c)

400 N

d)

650 N

e)

800 N

22. Sobre uma caixa de massa

120 kg,

atua uma força horizontal constante

F

de intensidade

600 N.

A caixa encontra-se sobre uma superfície horizontal em um local no qual a aceleração gravitacional é

10 m s .

2 Para que a aceleração da caixa seja constante, com módulo igual a

2

2 m s .

e tenha a mesma orientação da força F, o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e a caixa deve ser de

(5)

a)

0,1

b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 e) 0,5 23.

Dois blocos,

A

e B, de massas, respectivamente, iguais a

10,0 kg

e

30,0 kg,

são unidos por meio de um fio ideal, que passa por uma polia, sem atrito, conforme a figura.

Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local igual a

10,0 m s ,

2 o coeficiente de atrito cinético entre os blocos e as superfícies de apoio igual a 0,2,

sen 37

 

cos 53

 

0,6

e

sen 53

 

cos 37

 

0,8,

é correto afirmar que o módulo da tração no fio que liga os dois blocos, em kN, é igual a a) 0,094 b) 0,096 c) 0,098 d) 0,102 e) 0,104

24. Um conjunto de caixas precisa ser deslocado através de

um plano inclinado, conforme mostra a figura abaixo.

Nesta figura, as massas das 3 caixas A,

B

e

C

são, respectivamente,

m

_A



12 kg,

m

_B



8 kg

e

m

_C



20 kg.

O fio que as une é inextensível e está conectado às caixas

A

e

C. A polia é ideal e o atrito das caixas é desprezível. Nesta situação, a intensidade da força que o bloco

A

exerce sobre o bloco

B

é

(Considere a aceleração da gravidade como sendo

2

g



10 m s ,

e também cosα0,8 e

sen

α



0,6).

a)

96 N.

b)

60 N.

c)

72 N.

d)

64 N.

e)

100 N.

25.

Um corpo de massa m está apoiado sobre a superfície vertical de um carro de massa

M,

como mostra a figura acima. O coeficiente de atrito estático entre a superfície do carro e a do corpo é

μ

.

Sendo g o módulo da aceleração da gravidade, a menor aceleração

(a)

que o carro deve ter para que o corpo de massa m não escorregue é

a) a m g M μ   b)

a

M g

m

μ





c)

a

g

μ



d) a m M g m μ    e)

a

m

g

m M

μ







b FÍSICA – ACEROLA

01. Deixa-se cair um objeto de massa

500 g

de uma altura de

5m

acima do solo. Assinale a alternativa que representa a velocidade do objeto, imediatamente, antes de tocar o solo, desprezando-se a resistência do ar.

a)

10m / s

b)

7,0m / s

c)

5,0m / s

d)

15m / s

e)

2,5m / s

02. Um objeto de massa igual a

50kg

é solto de um helicóptero que voa horizontalmente a uma velocidade de

200km / h. Considere que o helicóptero, no momento em que soltou o objeto, estava a uma altura de 250m em relação ao solo e que a aceleração da gravidade no local era igual a

2

10m / s .

Desprezando os efeitos da resistência do ar, calcule:

a) A energia cinética do objeto ao atingir o solo.

b) A distância horizontal percorrida pelo objeto, medida em relação à posição no instante em que ele foi solto.

03. 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 / s

2 a)

20

b) 16 c)

24

d) 38 e)

15

(6)

04. A tabela reproduz o rótulo de informações nutricionais de

um pacote de farinha de trigo.

INFORMAÇÃO NUTRICIONAL

(Porção de

50 g

ou

1/2

xícara de farinha de trigo) Quantidade por porção

%VD(%)

Valor energético

170kcal



714kJ

9%

Carboidratos

36,0 g

12% Proteínas

4,9 g

7% Gorduras totais

0,7 g

1% Gorduras saturadas

0,0 g

0%

Gorduras trans

0,0 g

Fibra alimentar

1,6 g

6% Sódio

0,0mg

0% Ferro

2,1mg

15%

Ácido fólico (vit. B9)

76 g

μ

19%

Considerando o Valor energético informado no rótulo, essa quantidade de energia corresponde ao trabalho realizado ao arrastar um corpo contra uma força de atrito de

50N,

com velocidade constante, por uma distância de, aproximadamente, a)

3,4m.

b)

14,3m.

c)

1,4km.

d)

3,4km.

e)

14,3km.

05. Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na

quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de



4

06. Considere um lançador de bolinhas de tênis, colocado em

um terreno plano e horizontal. O lançador é posicionado de tal maneira que as bolinhas são arremessadas de

80 cm

do chão em uma direção que faz um ângulo de 30 graus com a horizontal. Desconsiderando efeitos de rotação da bolinha e resistência do ar, a bolinha deve realizar uma trajetória parabólica. Sabemos também que a velocidade de lançamento da bolinha é de

10,8 km h.

Qual é o módulo da velocidade da bolinha quando ela toca o chão? Se necessário, considere que a aceleração da gravidade seja igual a

2

10 m s

e que uma bolinha de tênis tenha

50 g

de massa.

a)

3 m s.

b)

5 m s.

c)

6 m s.

d)

14,4 km h.

e)

21,6 km h.

07. A figura abaixo ilustra (fora de escala) o trecho de um

brinquedo de parques de diversão, que consiste em uma caixa onde duas pessoas entram e o conjunto desloca-se passando pelos pontos A, B, C e

D

até atingir a mola no final do trajeto. Ao atingir e deformar a mola, o conjunto entra momentaneamente em repouso e depois inverte o sentido do seu movimento, retornando ao ponto de partida.

No exato instante em que o conjunto (

2

pessoas + caixa) passa pelo ponto A, sua velocidade é igual a

V

_A



10 m s.

Considerando que o conjunto possui massa igual a

200 kg,

qual é a deformação que a mola ideal, de constante elástica

1100 N m,

sofre quando o sistema atinge momentaneamente o repouso? Utilize

g



10 m s

2 e despreze qualquer forma de atrito. a)

3,7 m

b)

4,0 m

c)

4,3 m

d)

4,7 m

08. A necessidade de abastecimento de água levou os

romanos a construírem a maior rede hídrica da Antiguidade. Eles conheciam o sistema de transporte por canalização subterrânea e o de aquedutos por arcos suspensos. A água, proveniente de locais mais elevados, era conduzida por canais ligeiramente inclinados e que terminavam em reservatórios de onde era distribuída para o consumo.

A figura representa um aqueduto que ligava o nível do lago de onde era retirada a água até o reservatório de uma cidade.

Admita que o desnível entre a entrada da água no aqueduto e sua saída no reservatório era de 20 metros.

Considere que entraram

100 kg

da água do lago no aqueduto. Após essa massa de água ter percorrido o aqueduto, a energia cinética com que ela chegou ao reservatório foi, em joules, de

- Lembre que a energia potencial gravitacional de um corpo é calculada pela expressão

E

_P

  

m g h,

em que

E

_P é a energia potencial gravitacional

(J);

m

é a massa do corpo

(kg);

g é a aceleração da gravidade, de valor

10m s ,

2 e

h

é a medida do desnível

(m).

- Para a situação descrita, suponha que há conservação da energia mecânica. a) 100. b) 200. c)

1000.

d)

2 000.

e)

20 000.

(7)

09. No desenvolvimento do sistema amortecedor de queda de

um elevador de massa

m,

o engenheiro projetista impõe que a mola deve se contrair de um valor máximo

d,

quando o elevador cai, a partir do repouso, de uma altura h, como ilustrado na figura abaixo. Para que a exigência do projetista seja satisfeita, a mola a ser empregada deve ter constante elástica dada por

Note e adote:

- forças dissipativas devem ser ignoradas; - a aceleração local da gravidade é g. a)

2 m g h





d / d



2 b) 2 m g h d / d







2 c)

2 m g h / d

2 d)

m g h / d

e)

m g / d

10. Um jovem movimenta-se com seu “skate” na pista da figura acima desde o ponto

A

até o ponto B, onde ele inverte seu sentido de movimento.

Desprezando-se os atritos de contato e considerando a aceleração da gravidade

g



10,0m / s ,

2 a velocidade que o jovem “skatista” tinha ao passar pelo ponto

A

é

e) menor que

Lista de Exercícios de Recuperação Física 2º Trimestre. Nome: Nº 1ª Série. 3 kg e o da intensidade da força F 2 a 50 N.

F

F ,

20 m

4 s.

3 kg

F

50 N.

F ,

(g



10 m s ),

1,5 cm.

N m.

m s .

m,

2

4

F



μ

mg sen

θ

μ



tg

θ

.

F

Nome: _____________________________________ Nº_____ 1ª Série

Lista de Exercícios de Recuperação – Física – 2º Trimestre

F ,

F



μ

mg sen .

θ

(I)

(F)

(F )

(F )

| F |



| F | .

| F |



| F | .

| F |



| F | .

| F |



| F | .

F

7 N

F ,

3 N,

F ,

F

F )

F

F



3 N

F



0

F



10 N

F



4 N

F



7 N

A

3,0 kg

B

1,0 kg

Nome: _________________________________ Nº_ 1ª Série