CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS

CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS

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Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas

de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.

20 Caracterizar causa ou efeitos dos movimentos de _{partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.}

Questão 01 (IFCE) O trabalho realizado por uma força constante que atua em um

corpo na direção do seu movimento é calculado pelo produto entre a força e o deslocamento realizado pelo corpo sob a ação dessa força. Se a força está a favor do movimento, dizemos que seu trabalho é motor, se a força está em sentido contrário ao movimento, dizemos que seu trabalho é resistente.

A intensidade da força de atrito que, agindo em um corpo lançado sobre uma superfície horizontal, realiza um trabalho resistente de 120 joules, fazendo o corpo parar após percorrer uma distância, em linha reta, de 8,0 metros, em N, é igual a

(Considere a força de atrito constante ao longo do movimento) a) 12. b) 18. c) 20. d) 15. e) 25.

E-

F.

_d

120

F.

8

120

:-&

30

Atrito

₈

_÷

₄

₂

F-

15N

Questão 02 (UFMS) A equipe de construtores dos motores da equipe Ferrari,

participante da competição de Fórmula 1 (F-1), já está pensando no mundial de 2020. Nessa semana, estava no circuito de Baku no Azerbaijão, fazendo testes de potência dos motores na segunda maior reta (plana) da temporada, com 2,2 km. O teste consistia em entrar na reta com velocidade constante v = 240 km/h. Os engenheiros mediram que as resultantes das forças de resistência ao movimento do carro vermelho tinham uma intensidade de 9,9 kN.

Eles aferiram então que a potência do motor desenvolvida nesse período foi de aproximadamente: a) 750000 W. b) 660000 W. c) 500000 W. d) 250000 W. e) 150000 W.

F-

_aí

?

"

F.

o

D=

9900

66,67

F-

660000W

Questão 03 (FMJ) O gráfico mostra a velocidade em função do tempo de um atleta de

massa 80 kg em uma corrida de 100 metros rasos.

O trabalho resultante realizado sobre o atleta no intervalo de tempo entre 0 e 2 segundos foi de a) 1.200 J. b) 1.600 J. c) 800 J. d) 2.800 J. e) 4.000 J.

Ec

o

Ecf

E

AEC

E

Ecf

MY

80.102

2

E

40.100

4000J

Questão 04 (UFJF) Um jardineiro, andando a uma velocidade de módulo constante de

4,0 km/h, aplica uma força horizontal de magnitude constante ao cortador de grama, de modo que essa força tem o mesmo sentido da sua velocidade instantânea.

Sabendo que o módulo dessa força é 20 N e que o jardineiro percorreu uma trajetória fechada qualquer no gramado plano, retornando ao seu ponto de partida num intervalo de 6,0 minutos, o trabalho que o jardineiro realiza sobre o cortador é

a) nulo e a força que ele exerce sobre o cortador é conservativa.

b) igual a 4000 J e a força que ele exerce sobre o cortador não é conservativa. c) igual 8000 J e a força que ele exerce sobre o cortador não é conservativa. d) igual a 4000 J e a força que ele exerce sobre o cortador é conservativa. e) igual 8000 J e a força que ele exerce sobre o cortador é conservativa.

4000mm

_400m

_E-

_F.

_d

60min

6min

6=20.400

6=80007

Força

dissipativanoAEMG-F.dad-ons-G.io

jtpg

>

FORÇAS

p

conservativos

h

Emikcttpv

•

_é

Ei

Questão 05 (UNIOEST) O mundo ainda está chocado com a explosão em Beirute, no

Líbano, no dia 4 de agosto de 2020. Cerca de 2.750 toneladas de nitrato de amônio, produto utilizado como fertilizante e na fabricação de explosivos, foram responsáveis por uma das maiores tragédias da humanidade, com quase duas centenas de mortos e milhares de feridos. A energia liberada na explosão de Beirute foi de aproximadamente 2,9 x 1012 _J.

Se a energia mencionada no texto fosse a energia cinética inicial de uma esfera de massa m = 50 kg, lançada verticalmente a partir do solo, então o seu deslocamento vertical a partir do solo, considerando que 40% da energia cinética sofre dissipação, será de a) 2,0 x 104 _km. b) 12,0 x 103 _km. c) 13,8 x 106 _km. d) 3,48 x 106 _km. e) 5,79 x 108 _km. >

Epg

-60%

Eci

"

Eai

M.G.tl

0,6

Ec

>

50.104=0,6

2,91012

54=0,6-79.1010

>

4=0,348.1010

h

=3

48.109M

A-

3,48106km

Questão 06 (FAMERP) Em uma sessão de fisioterapia, um paciente executa um

movimento lateral com a perna, alongando uma fita elástica, como mostra a figura.

A variação da força elástica exercida pela fita sobre a perna do paciente, em função da elongação da fita, é dada pelo gráfico a seguir.

Suponha que a força aplicada pela fita seja sempre perpendicular à superfície da perna do paciente. No deslocamento da posição X, na qual a fita tem elongação 20 cm, até a posição Y, em que a fita tem elongação 60 cm, o valor absoluto do trabalho realizado pela força elástica da fita sobre a perna do paciente é igual a

a) 2,0 J. b) 12 J. c) 8,0 J. d) 4,0 J. e) 18 J.

>

A

:O

}B

b

{

→

6=113+61.4

z

(

30+101.0

_}

2

6=40.92--85

Questão 07 (UFJF) A partir do repouso, um corpo começa a se mover em linha reta

sob a ação exclusiva de uma força constante de módulo 15 N. O movimento termina quando o corpo atinge um obstáculo, depois de percorrer 100 m. Considere W o trabalho dessa força sobre o corpo e K a energia cinética do mesmo corpo.

Qual gráfico mostra o melhor esboço da relação W x K, com a localização mais adequada do ponto P, que corresponde ao instante t = T/2, sendo a duração total do movimento dada por T? a) b) c) d) e) ^

µ

pq

_V1

Vz

At

At

A

Metade

do

tempo

ocorre

antes da

metade

Questão 08 (FGV) A figura mostra o mesmo bloco deslizando sobre duas rampas. A

primeira está inclinada de um ângulo 𝜃1 em relação à horizontal e a segunda está

inclinada de um ângulo 𝜃₂, também em relação à horizontal, sendo 𝜃₁ menor que 𝜃₂.

Em ambos os casos, o bloco parte da altura h e desliza até o final das rampas. O coeficiente de atrito entre a superfície do bloco e as superfícies das duas rampas é o mesmo. Considerando os módulos dos trabalhos realizados pela força peso do bloco quando ele desce as rampas 1 e 2, 𝜏𝑃1 e 𝜏𝑃2, respectivamente, e os módulos dos

trabalhos realizados pela força de atrito entre o bloco e a superfície das rampas quando o bloco desce as rampas 1 e 2, 𝜏𝐴1 e 𝜏𝐴2, respectivamente, pode-se inferir que

a) 𝜏_𝑃1 = 𝜏_𝑃2 e 𝜏_𝐴1 > 𝜏_𝐴2 b) 𝜏_𝑃1 = 𝜏_𝑃2 e 𝜏_𝐴1 = 𝜏_𝐴2 c) 𝜏𝑃1 = 𝜏𝑃2 e 𝜏𝐴1 < 𝜏𝐴2 d) 𝜏𝑃1 > 𝜏𝑃2 e 𝜏𝐴1 = 𝜏𝐴2 e) 𝜏𝑃1 > 𝜏𝑃2 e 𝜏𝐴1 < 𝜏𝐴2

dfatéuma

força

_dissipativa

_d

,

de

>

dz

entao

trabalho

dele

depende

_do

total

>

Gata

tamanho

do

percurso

da

}

Demonstração

de

que

÷

força

peso

depende

da

altura

!

sente

¥

tênis

G-

d

y.PE?senXG--P.senx.hO

④

|

pçingh

Questão 09 (COLÉGIO NAVAL) Um carro de montanha russa parte do repouso do

ponto A situado a 25 m do solo conforme figura.

Admitindo que ele não abandona a pista, desprezando os atritos e considerando g = 10 m/s2_{, a velocidade do carro no ponto C situado a 20 m do solo é igual a}

a) 5 m/s. b) 10 m/s. c) 15 m/s. d) 20 m/s. e) 30 m/s.

gm

{

Fg

EC

M

G.

h

M

v2

2

10.5

É

A-

10m

/

s

Questão 10 (ACAFE) Um sagui se locomove pelas árvores, mas em alguns momentos

tem que saltar de árvore em árvore por falta de galhos para atravessar. Na figura abaixo, tem-se a representação de um sagui de massa m, que usa um pouco de sua energia para saltar, a partir do repouso, do ponto A para o B e em seguida para o C. Considera-se que nesta série de saltos não houve perda de energia mecânica e que a energia cinética, imediatamente, antes de chegar em C é 1/3 da energia mecânica em A.

Com base no exposto, infere-se que a energia mecânica do sagui, imediatamente, antes dele chegar em C é expressa como

a) 𝐸𝑀𝐶 = 5.𝑚.𝑔.𝐻 21 b) 𝐸𝑀𝐶 = 20.𝑚.𝑔.𝐻 7 c) 𝐸𝑀𝐶 = 22.𝑚.𝑔.𝐻 21 d) 𝐸_𝑀𝐶 = 6.𝑚.𝑔.𝐻 7 e) 𝐸_𝑀𝐶 = 14.𝑚.𝑔.𝐻 28

O

Emite

MGH

EMC

Epg

+

EC

O

Emc

Mg

;

5H

mq.lt

Questão 11 (IFSUL) Como consequência da busca cada vez maior pelo uso de energias

renováveis, tem aumentado a utilização de energia solar para geração de energia elétrica e para aquecimento de água nas residências brasileiras.

A todo momento, o Sol emite grandes quantidades de energia para o espaço, e uma pequena parte dessa energia atinge a Terra. A quantidade de energia solar recebida, a cada unidade de tempo, por unidade de área, varia de acordo com o ângulo de inclinação dos raios solares em relação à superfície. Essa grandeza física é chamada de potência solar.

Considere que em determinada região do Brasil, a potência solar vale 200 W/m2_{, e que}

uma placa solar para aquecimento de água tem área útil de 10 m2_.

Considerando que todo calor absorvido pela placa é convertido em aquecimento da água e que o fluxo de água é de 5 litros (𝜌_{á𝑔𝑢𝑎} = 1 𝑘𝑔. 𝐿−1) a cada 1 minuto, e adotando o calor específico da água igual a 4 J/g.0_{C, qual é a elevação de temperatura que a placa}

solar é capaz de impor à água? a) 2 0_C. b) 4 0_C. c) 6 0_C. d) 10 0_C. e) 16 0_C.

75kg

2000W

↳

4000J

/

_Kgcoc

60s

D=

M

c.

AO

at

20/0/0=5.40/0/0.10

60

2.

20.10

60

10=69

Questão 12 (EEAR) As bicicletas elétricas estão cada vez mais comuns nas cidades

brasileiras.

Suponha que uma bicicleta elétrica de massa igual a 30 kg, sendo conduzida por um ciclista de massa igual a 70 kg consiga, partindo do repouso, atingir a velocidade de 72 km/h em 10 s.

Obs.: Considere que:

1. o ciclista não usou sua força muscular,

2. a variação da velocidade se deve apenas ao trabalho realizado pelo motor elétrico. Dentre as alternativas abaixo, qual o menor valor de potência média, em watts, que o motor elétrico dessa bicicleta deve fornecer para que esses valores sejam possíveis? a) 500 b) 1000 c) 2000 d) 4000 e) 6000

-Íris

D=

EC

M

V2

1500.202

At

2.

At

É

10

D=

2000W

Questão 13 (ENEM) Um agricultor deseja utilizar um motor para bombear água

(𝜌_{á𝑔𝑢𝑎} = 1 𝑘𝑔. 𝐿−1) de um rio até um reservatório onde existe um desnível de 30 m de altura entre o rio e o reservatório, como representado na figura. Ele necessita de uma vazão constante de 3.600 litros de água por hora.

Considere a aceleração da gravidade igual a 10 𝑚. 𝑠−2_.

Considerando a situação apresentada e desprezando efeitos de perdas mecânicas e elétricas, qual deve ser a potência mínima do motor para realizar a operação?

a) 1,0 x 101 _W b) 5,0 x 101 _W c) 3,0 x 102 _W d) 3,6 x 104 _W e) 1,1 x 106 _W

↳

3600kg

↳

3600s

D=

m

g.

h

At

D=

3600.10.30

3600

D=

300W

Questão 14 (FGV) Os Jogos Olímpicos recém-realizados no Rio de Janeiro promoveram

uma verdadeira festa esportiva, acompanhada pelo mundo inteiro. O salto em altura foi uma das modalidades de atletismo que mais chamou a atenção, porque o recorde mundial está com o atleta cubano Javier Sotomayor desde 1993, quando, em Salamanca, ele atingiu a altura de 2,45 m, marca que ninguém, nem ele mesmo, em competições posteriores, conseguiria superar.

Considere que, antes do salto, o centro de massa desse atleta estava a 1,0 m do solo; no ponto mais alto do salto, seu corpo estava totalmente na horizontal e ali sua velocidade era de 2√5 m/s; a aceleração da gravidade é 10 m/s2_{; e não houve}

interferências passivas.

Para atingir a altura recorde, ele deve ter partido do solo a uma velocidade inicial, em m/s, de a) 7,0. b) 6,8. c) 6,6. d) 6,4. e) 6,2. O >V

1,45m

{

JA

EPGTE

÷

E

Baixo

Epg

E

ri

z

g.

h

VÃO

₂

ri

14,5

+

10

Vinton

Questão 15 (UEL) Durante a pandemia da Covid-19, cientistas têm apresentado

estudos confiáveis sobre as condutas seguras que podem evitar a transmissão do novo coronavírus. O uso obrigatório de máscaras em áreas de convivência pública é uma das medidas eficazes e validadas pela ciência. Porém, o espaçamento entre os indivíduos é a fronteira mais segura para evitar o possível contágio. Tais recomendações são baseadas em resultados experimentais do alcance de fluidos corporais na forma de gotículas expelidas pela boca e pelo nariz de uma pessoa, conforme a figura a seguir.

Com base nos conhecimentos sobre mecânica e conservação de energia e considerando que, na figura, as gotículas saem pela boca e pelo nariz (despreze a diferença de altura entre a boca e nariz) com velocidade constante, a aceleração da gravidade no local é g = 9,8 m/s2 _{e a resistência do ar é desprezada, assinale a alternativa correta.}

a) Uma gotícula lançada durante a tosse e outra durante o espirro, simultaneamente, atingem o chão ao mesmo tempo.

b) A energia potencial gravitacional de uma gotícula expelida durante o espirro é maior que a de uma gotícula expelida durante a tosse.

c) A energia potencial gravitacional de uma gotícula expelida durante a exalação é menor que a de uma gotícula expelida durante a tosse.

d) Uma gotícula lançada durante a tosse, simultaneamente com uma gotícula da exalação, atinge o chão antes que a gotícula da exalação.

e) Uma gotícula lançada durante o espirro, simultaneamente com uma gotícula da tosse, atinge o chão depois da gotícula da tosse.

hl