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PROFESSOR: EQUIPE DE FÍSICA
BANCO DE QUESTÕES - FÍSICA - 9º ANO - ENSINO FUNDAMENTAL
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01- Um corpo é abandonado do alto de um plano inclinado, conforme a figura abaixo.
• Considerando as superfícies polidas ideais, a resistência do ar nula e 10 m/s2 como a aceleração da gravidade local, determine o valor aproximado da velocidade com que o corpo atinge o solo:
(A) v = 84 m/s. (B) v = 45 m/s. (C) v = 25 m/s. (D) v = 10 m/s. (E) v = 5 m/s.
02- Arlindo é um trabalhador dedicado. Passa grande parte do tempo de seu dia subindo e descendo escadas, pois trabalha fazendo manutenção em edifícios, muitas vezes no alto. • Considere que, ao realizar um de seus serviços, ele tenha
subido uma escada com velocidade escalar constante. Nesse movimento, pode-se afirmar que, em relação ao nível horizontal do solo, o centro de massa do corpo de Arlindo: (A) perdeu energia cinética.
(B) ganhou energia cinética.
(C) perdeu energia potencial gravitacional. (D) ganhou energia potencial gravitacional. (E) perdeu energia mecânica.
03- O bate-estacas é um dispositivo muito utilizado na fase inicial de uma construção. Ele é responsável pela colocação das estacas, na maioria das vezes de concreto, que fazem parte da fundação de um prédio, por exemplo. O funcionamento dele é relativamente simples: um motor suspende, através de um cabo de aço, um enorme peso (martelo), que é abandonado de uma altura, por exemplo, de 10 m, e que acaba atingindo a estaca de concreto que se encontra logo abaixo. O processo de suspensão e abandono do peso sobre a estaca continua até a estaca estar na posição desejada.
• É CORRETO afirmar que o funcionamento do bate-estacas é baseado no princípio de: (A) transformação da energia mecânica do martelo em energia térmica da estaca. (B) conservação da quantidade de movimento do martelo.
(C) transformação da energia potencial gravitacional em trabalho para empurrar a estaca. (D) colisões do tipo elástico entre o martelo e a estaca.
(E) transformação da energia elétrica do motor em energia potencial elástica do martelo.
04- De acordo com a lei da conservação da energia, a energia não pode ser criada nem destruída, podendo apenas ser transformada de uma forma em outra. Baseado nesse princípio, algumas equipes de fórmula 1 usaram, durante a temporada de 2009, um Sistema de Recuperação da Energia Cinética (em inglês KERS) que proporcionava uma potência extra ao carro de cerca de 80 CV durante 6 segundos, melhorando assim as ultrapassagens. Essa energia era acumulada durante as frenagens usando parte da energia cinética do carro, que seria dissipada pelos freios em forma de calor.
• Se toda a energia acumulada pelo KERS pudesse ser integralmente utilizada por um elevador para erguer uma carga total de 1000 kg, qual seria, aproximadamente, a altura máxima atingida por esse elevador, desprezando-se todos os atritos envolvidos?
Dados: 1 CV = 735 W g = 10 m/s2 (A) 20m. (B) 25m. (C) 30m. (D) 35m. (E) 40m.
05- Um atleta de salto com vara, durante sua corrida para transpor o obstáculo a sua frente, transforma a sua energia _____________ em energia ____________ devido ao ganho de altura e consequentemente ao/à _____________ de sua velocidade.
• As lacunas do texto acima são, correta e respectivamente, preenchidas por: (A) potencial – cinética – aumento.
(B) térmica – potencial – diminuição. (C) cinética – potencial – diminuição. (D) cinética – térmica – aumento. (E) térmica – cinética – aumento.
06- Um saco de cimento de 50 kg está no alto de um prédio em construção a 30 m do solo.
• Sabendo que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s2, podemos afirmar que a energia potencial do saco de cimento em relação ao solo, em joule, vale:
(A) 5 000. (B) 10 000.
(C) 15 000. (D) 20 000.
(E) 30 000.
•Texto para a próxima questão:
Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), o Brasil está entre os cinco maiores produtores de energia hidrelétrica no mundo, possuindo atualmente 158 usinas de grande porte. A energia hidrelétrica é produzida pela passagem de água por turbinas, e este tipo de geração de energia, embora menos poluente, não deixa de causar impactos negativos sobre o ambiente pois, muitas vezes, é necessário desviar cursos de rios, alagando regiões, o que provoca alterações na paisagem e na vida dos habitantes da região.
07- Na construção das barragens das usinas hidrelétricas são utilizadas grandes quantidades de concreto.
Essas barragens têm como função represar a água para que esta adquira energia potencial. • No conjunto formado pela turbina e pelo gerador, ocorre a conversão de:
(A) energia potencial em energia elétrica. (B) energia térmica em energia cinética. (C) energia cinética em energia elétrica. (D) energia elétrica em energia potencial.
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08- A energia gerada pela Usina Hidrelétrica de Itaipu, em 2005, atingiu 88 milhões de MWh, o suficiente para suprir 86% do consumo anual do Estado de São Paulo, o maior centro industrial do Brasil. Essa foi uma das maiores produções da história da usina, marca superada apenas em 2000, com cerca de 93 milhões de MWh e em 1999, com 90 milhões de MWh.
Esses números mostram a importância da Usina Hidrelétrica de Itaipu para o Brasil e para o Paraguai, já que ela também supre 93% do consumo paraguaio, explica o diretor-geral brasileiro da hidrelétrica binacional, Jorge Samek.
("Adaptado de: <http://www.itaipu.gov.br>") Acesso em: 02 ago. 2006.
• A energia em uma usina hidrelétrica sofre algumas transformações desde o instante em que se encontra na água contida na barragem até o momento em que chega aos nossos lares. A sequência correta dessas transformações de energia está apresentada na alternativa:
(A) energia elétrica, energia potencial gravitacional e energia térmica. (B) energia cinética, energia elétrica e energia potencial gravitacional. (C) energia potencial gravitacional, energia cinética e energia elétrica. (D) energia térmica, energia potencial gravitacional e energia cinética. (E) energia cinética, energia térmica e energia elétrica.
09- Um esquiador, partindo do repouso do ponto A da rampa, passa pelo ponto B com velocidade de módulo 5 m/s.
• Considerando constante a aceleração do esquiador, sua velocidade, no ponto C, será:
(A) 75 m / s . (B) 10 m/s.
(C) 15 m/s. (D) 20 m/s.
(E) 25 m/s.
10- Para realizar o voo do 14-Bis, Santos Dumont utilizou um motor propulsor Antoinette de 50 HP, percorrendo uma distância de 220 metros em 21 segundos.
• A energia consumida durante o voo é, em joules, Dados: 1 HP = 745 W Potência = Energia/Tempo (A) 425 250. (B) 522 250. (C) 678 250. (D) 782 250. (E) 925 250.
11- Em uma construção, deseja-se que um motor elétrico, acoplado a uma roldana, seja capaz de elevar uma lata de concreto com 18 quilogramas, a uma altura de 9,0 metros, em 12 segundos. • A potência útil desse motor, em watts, deve ser:
(A) 1,35 × 102. (B) 2,40 × 102. (C) 1,35 × 103. (D) 2,40 × 103.
12- A esquiadora de 50 kg de massa desce uma montanha de 30° de inclinação e tem, no momento da foto, energia cinética igual a 1000 J. Desprezando o atrito e a resistência do ar, o espaço percorrido por ela, desse ponto até aquele no qual sua energia cinética dobrou, será:
(Adote g = 10 m/s2)
(A) 4,0 m (B) 8,0 m
(C) 40 m (D) 80 m
(E) 800 m
13- É correto afirmar que Força e Energia são a mesma grandeza física? Justifique.
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
14- Física é a Ciência que estuda as coisas que nos cercam, "seus movimentos" e a "energia que possuem".
a) O que é Energia?
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
b) Basicamente, como podemos classificar a energia? Exemplifique.
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
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15- Quando um taco de golfe atinge uma bola o que acontece em termos de transferência de energia?
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
16- Qual a unidade sistema internacional para potência?
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
17- Um balão se desloca horizontalmente, a 80,0 m do solo. Quando passa exatamente sobre um jovem parado no solo, um saquinho de areia é abandonado do balão.
• Desprezando qualquer atrito do saquinho com o ar e considerando g = 10,0 m/s2, calcule o tempo gasto pelo saquinho para atingir o solo, considerado plano.
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
18- Um corpo é abandonado em um ponto situado a 45 metros acima da superfície da Terra, numa região em que a aceleração da gravidade é g = 10 m/s2.
• Despreze a resistência do ar.
a) Quanto tempo o corpo gasta até atingir o solo?
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
b) Com que velocidade o corpo atinge o solo?
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
19- Abandona-se um corpo do alto de uma montanha de 180 metros de altura. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s2.
• Responda:
a) Qual o tempo gasto pelo corpo para atingir o solo?
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
b) Qual a velocidade do corpo ao atingir o solo?
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
20- O gato consegue sair ileso de muitas quedas. Suponha que a maior velocidade com a qual ele pode atingir o solo sem se machucar seja de 8 m/s.
• Então, desprezando a resistência do ar, qual altura máxima de queda para que o gato nada sofra.
21- Conta-se que Isaac Newton estava sentado embaixo de uma macieira quando uma maçã caiu sobre sua cabeça e ele teve, assim, a intuição que o levou a descrever a lei da Gravitação Universal.
• Considerando que a altura da posição da maçã em relação à cabeça de Newton era de 5,0m, que a aceleração da gravidade local era g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar, a velocidade da maçã no instante em que tocou a cabeça do cientista, em km/h, era:
(A) 10. (B) 20. (C) 15. (D) 36. (E) 72.
22- O tigre de bengala é uma das espécies de mamífero que reforça a tese de que os animais predadores estão entre os bichos mais velozes da natureza. Afinal, a velocidade é essencial para os que caçam outras espécies em busca de alimentação. O tigre é capaz de, saindo do repouso e correndo em linha reta, chegar à velocidade de aproximadamente 81 km/h em apenas 2,0 segundos.
• Determine a aceleração escalar média deste mamífero.
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
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23- Um trem desloca-se com velocidade de 72 km/h, quando o maquinista vê um obstáculo à sua frente. Aciona os freios e para em 4s.
• A aceleração média imprimida ao trem pelos freios, foi em módulo, igual a: (A) 18.
(B) 10. (C) 5. (D) 4. (E) zero.
24- Qual o tempo necessário para que um corpo que acelera a 2 m/s2, partindo do repouso, atinja a velocidade de 108 km/h?
R.: __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
Gabarito
01- (D) Pela conservação da Energia Mecânica:
(
)( )
0 A 2 M ec M ec m v E E m g h v 2 g h 2 10 5 2 v 10 m / s. = ⇒ = ⇒ = = ⇒ = v = 10 m / s.02- (D) A expressão da energia potencial é: EPot = m g h. Se ele está subindo, a altura está
aumentando, portanto, o centro de massa do corpo do Arlindo está ganhando energia potencial.
03-(C) Durante a queda do martelo, há transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética. No contanto com a estaca, o martelo aplica força sobre ela. Essa força realiza trabalho, empurrando a estaca.
04-(D) Dados: m = 1.000 kg; g = 10 m/s2; P = 80 CV = 80×735 = 58.800 W; ∆t = 6 s.
Se a energia (E) armazenada pelo KERS fosse totalmente transformada em energia potencial (EPot), teríamos: E = EPot ⇒ P∆t = mgh ⇒
( )
58.800 6 P t h m g 10.000 ∆ = = ⇒ h ≅ 35 m.05- (C) No salto com vara, o atleta transforma energia cinética em energia potencial gravitacional. Devido ao ganho de altura, ocorre diminuição de sua velocidade.
06-(C) Epot = mgh = 50(10)(30) ⇒ Epot = 15.000 J.
07-(C) A geração de energia elétrica numa hidrelétrica segue a seguinte ordem:
Energia potencial da água → energia cinética da água → energia cinética da turbina → energia elétrica no gerador.
08-(C) 09-(D)
10-(D) 11-(A) 12-(A)
13- Não. Força é o agente capaz de alterar movimento. Energia é aquilo que habilita a realização de trabalho.
14- a) Aquilo que permite a realização de trabalho. b) Em cinética e potencial.
15- Parte da energia do taco se transfere para a bola. 16- Watt (W). 17- H = gt2/2 80 = 5t2 t = 4s 18- a) H = gt2/2 45 = 5t2 t = 3s b) V = g . t V = 10 . 3 V 30 m/s 19- a) H = gt2/2 180 = 5t2 t = 6s b) V = g . t V = 10 . 6 V = 60 m/s 20- V = g . t 8 = 10 . t → H = gt2/2 T = 0,8s H = 5(0,8)2 H = 3,2m 21- (D) 22- a = (V – Vo)/(t – to) a = (22,5)/(2) a = 11,25 m/s2 23- (C) 24- a = (V – Vo)/(t – to) 2 = (30)/(t) 2 = 30/(t) t = 15s
