Borges e Nicolau
Dinâmica
Questão 1:
Considere duas equipes A e B, formadas por três garotas cada uma, numa disputa de cabo-de-guerra sobre uma superfície plana e horizontal, como mostra a figura.
A alternativa que mostra corretamente a força de tração aplicada pela corda nas mãos e a força de atrito aplicada pelo solo nos pés, respectivamente, de uma integrante da equipe B, durante a disputa, é
Cada garota da equipe B puxa a corda para a direita com uma força F e a corda reage aplicando na mão da garota uma força -F para a esquerda.
Cada garota da equipe B aplica no chão uma força Fat para a esquerda e recebe do chão uma força de reação -Fat para a direita.
Resposta: e
Questão 2:
Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto?
a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento.
b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento.
c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento.
d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento.
e) Vertical e sentido para cima.
Resolução:
A pessoa ao subir a rampa exerce no chão uma força de atrito para trás (-Fat). Pelo princípio da ação e reação o chão exerce na pessoa outra força de sentido contrário (Fat) e portanto para frente, isto é, no sentido do movimento. A direção da força é paralela ao plano de apoio da pessoa:
Resposta: c
Questão 3:
Os freios ABS são uma importante medida de segurança no trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas do carro quando o sistema de freios é acionado, liberando as rodas quando estão no limiar do deslizamento. Quando as rodas travam, a força de frenagem é governada pelo atrito cinético.
As representações esquemáticas da força de atrito fat entre os pneus e a pista, em função da pressão p aplicada no pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são:
Resolução:
Sem o mecanismo ABS, a força de atrito aumenta até atingir a força de atrito de destaque e quando as rodas travam, a força de atrito passa a ser do tipo dinâmico com valor constante e menor que a força de atrito de destaque.
Com o mecanismo ABS, quando a força de atrito requisitada aproxima-se da força de atrito de destaque, o sistema libera parcialmente a roda por um breve intervalo de tempo. Tal procedimento repete-se sucessivamente evitando o travamento da roda.
Resposta: a
Questão 4:
Observe o fenômeno indicado na tirinha abaixo.
A força que atua sobre o peso e produz o deslocamento vertical da garrafa é a força
a) de inércia.
b) gravitacional.
c) de empuxo.
d) centrípeta.
e) elástica.
Resolução:
A força de tração do fio é quem produz o deslocamento vertical da garrafa. Esta força de tração aplicada ao bloco (chamado no texto inadequadamente de peso), seria a resultante centrípeta no caso em que o bloco descrevesse uma circunferência no plano horizontal, isto é, no caso em que fosse desprezada a ação da gravidade. Assim, a melhor resposta é a indicada na alternativa (d).
Resposta: d
Questão 5:
Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287 a.C. a 212 a.C.).
O aparato consiste em associar uma série de polias móveis a uma polia fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato, movendo sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo que seria impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do navio era de 3 000 kg, que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de 0,8 e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma força F, paralela à direção do movimento e de módulo igual a 400 N. Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e que a superfície da praia é perfeitamente horizontal.
Disponível em: www.histedbr.fae.unicamp.br.Acesso em: 28 fev. 2013 (adaptado).
O número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes foi
a) 3. b) 6. c) 7. d) 8. e) 10.
Resolução:
Vamos inicialmente calcular a força de atrito estático máximo:
Fat(máximo) = μ.FN = μ.P = μ.m.g = 0,8.3000.10
Fat(máximo) = 24000 N
A intensidade T da força de tração que puxa o navio deve ser maior do que
Fat(máximo): T > 24000 N
Para uma polia móvel, temos: T = 2F = 21F
Para n polias móveis, temos: T = 2nF
Devemos impor:
2nF > 24000 =>
2n.400 > 24000 =>
2n > 24000/400 =>
2n > 60.
O menor n que satisfaz a inequação acima é 6 (26 = 64)
Portanto, n = 6
Resposta: b
Questão 6:
Os carrinhos de brinquedos podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial.
O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em
a) um dínamo.
b) um freio de automóvel.
c) um motor a combustão.
d) uma usina hidroelétrica.
e) uma atiradeira (estilingue).
Resolução:
A energia armazenada na mola ou em um estilingue é potencial elástica e vai ser transformada em energia cinética do carrinho ou da pedra lançada pelo estilingue.
Resposta: e
Questão 7:
Observe a situação descrita na tirinha abaixo.
Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia
a) potencial elástica em energia gravitacional.
b) gravitacional em energia potencial.
c) potencial elástica em energia cinética.
d) cinética em energia potencial elástica.
e) gravitacional em energia cinética.
Resolução:
A energia potencial elástica armazenada no arco ao ser flexionado é transferida para a flecha na forma de energia cinética.
Resposta: c
Questão 8:
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 12 m/s.
Disponível em: http://esporte.uol.com.br
Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado)
Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado)
Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de
a) 5,4 × 102 J.
b) 6,5 × 103 J.
c) 8,6 × 103 J.
d) 1,3 × 104 J.
e) 3,2 × 104 J.
Resolução:
Pelo teorema da energia cinética, temos:
τtotal = m.v2/2 - m.v02/2 =>
τtotal = 90.122/2 - 0 =>
τtotal = 6,48.103 - 0 =>
τtotal ≅ 6,5.103 - 0 =>
Resposta: b
Questão 9:
Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.
Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de
a) 1,0 s. b) 4,0 s. c) 10 s. d) 33 s. e) 300 s.
Resolução:
Pot = 1000(W/m2).9,0(m2).30% = 2700 W
Teorema da energia cinética (TEC)
τresult = m.v2/2 - m.v02/2 =>
Pot.Δt = m.v2/2 - 0 =>
2700.Δt = 200.(108/3,6)2/2 - 0 =>
Δt ≅ 33 s
Resposta: d
Questão 10:
Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada.
Disponível em www.fisica.ufpp.br. Acesso em: 21 ago. 2012 (adaptado).
Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido a zero, a esfera
a) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo.
b) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la.
c) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la.
d) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento.
e) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento.
Resolução:
Por inércia a esfera manterá sua velocidade constante. Não ocorrerá variação da quantidade de movimento e, portanto, o impulso resultante será nulo.
Resposta: a
Nenhum comentário:
Postar um comentário