Com relação aos princípios da física e suas aplicações, julgue os
itens a seguir.
Materiais elastoplásticos terão comportamento elástico até que atinja uma tensão limite de escoamento. Quando essa tensão for superada, o material deforma-se definitivamente.
Com relação aos princípios da física e suas aplicações, julgue os
itens a seguir.
Considere que um objeto de massa 10 M, em estado de repouso, sofra uma explosão interna ao sistema e fragmente-se em dois corpos de massas 3 M e 7 M. Nesse caso, sabendo-se que o corpo de massa 7 M encontra-se a 6 km da posição original do objeto, então a distância entre os fragmentos é de 20 km.
Considere a potência P, em watts, liberada por um motor em um determinado instante de tempo, e sua velocidade angular ω, em rpm. O torque T, em N.m, no eixo desse motor, é dado por
Em relação aos estudos sobre forças e energia, assinale a afirmação correta.
“As situações apontadas nesta questão são todas referentes à energia mecânica, que pode se apresentar de duas formas: potencial e cinética. A primeira forma refere-se à energia armazenada por um corpo devido à sua posição e a segunda é a energia devido ao movimento." Analise as afirmativas e marque C para as corretas e I para as incorretas:
( ) A energia potencial gravitacional de uma carga de massa 20.000 N, que está suspensa a uma altura de 10m do solo, é de 200.000 J.
( ) A energia cinética de um automóvel que pesa 1000kg, quando ele atinge a velocidade de 72km/h, é de 200.000 J.
( ) Um corpo de massa 10kg, em queda livre, passa por um determinado ponto, a uma altura de 10m do solo, com velocidade de 8m/s. Considerando g = 10m/s 2 , podemos afirmar que a energia mecânica desse corpo em relação ao solo é de 320 J.
( ) De acordo com a lei de Hooke, podemos afirmar que uma mola de constante elástica k = 400 N/m, que sofre uma compressão de 5cm, tem sua energia potencial elástica de 0,5 J.
( ) Quando um corpo se movimenta em queda livre, a energia mecânica é constante.
( ) Em queda livre, uma pedra, apesar de não ter energia cinética, tem energia potencial gravitacional em relação ao solo.
A sequência está correta em:
Em um edifício de M andares moram N pessoas por andar. Cada andar possui altura h. O elevador do edifício possui um contrapeso e, por isso, quando se move vazio, o consumo de energia pode ser desprezado. Seja m a massa média dos moradores que utilizam o elevador, individualmente, duas vezes por dia. Desprezando-se as perdas por atrito, a energia total consumida pelo motor do elevador, em um dia, é
Um corpo de massa m é preso ao teto por uma mola, de massa desprezível, de constante elástica k. O corpo é lançado verticalmente para baixo a partir do repouso pela ação da mola, que se encontra inicialmente comprimida. Considere também a ação da gravidade, de módulo g, e despreze todos os atritos. Durante o movimento de descida, entre o início do movimento e o ponto mais baixo da trajetória, é correto afirmar-se que
Em dois experimentos de mecânica, uma massa puntiforme desliza sobre duas rampas de mesmo comprimento, 5 m, e inclinações diferentes. Em um dos experimentos a distância horizontal percorrida pela massa é dI = 3 m e no outro é dII = 4 m. Suponha que ambas as massas partam do repouso e estejam sob a ação de um mesmo campo gravitacional uniforme e vertical, e despreze todos os atritos. Ao atingir o ponto final da rampa, a razão entre as velocidades das massas nos dois experimentos, VII ⁄ VI é dada por
Dois carros idênticos U e V sobem, respectivamente, as rampas planas I e II, de comprimentos iguais e inclinações diferentes. Suponha que a rampa II seja mais íngreme do que a rampa I. Considerando-se constantes e iguais em módulo as velocidades dos carros e denotando-se por PU e PV as potências empregadas pelos motores dos carros U e V, respectivamente, pode-se afirmar corretamente que
O trabalho realizado por uma força conservativa independe da trajetória, o que não acontece com as forças dissipativas, cujo trabalho realizado depende da trajetória. São bons exemplos de forças conservativas e dissipativas, respectivamente,
Um corpo de massa 4 kg está em queda livre no campo gravitacional da Terra e não há nenhuma força dissipativa atuando. Em determinado ponto, ele possui uma energia potencial, em relação ao solo, de 9 J, e sua energia cinética vale 9 J. A velocidade do corpo, ao atingir o solo, é de:
O sistema KERS (Kinetic Energy Recovery System), que pode ser traduzido como Sistema de Recuperação de Energia Cinética, foi sugerido pela primeira vez pelo físico Richard Feynman na década de 50. O sistema, que tem sido utilizado nos últimos anos nos carros de Fórmula 1 e agora também em carros de passeio, permite converter parte da energia cinética que seria dissipada devido ao atrito no momento da frenagem em alguma outra forma de energia que possa ser armazenada para uso posterior. Supondo que o sistema KERS de um carro forneça 50kW de potência e libere 400kJ de energia e assumindo que 80,0% dessa energia liberada seja convertida novamente em energia cinética, o intervalo de tempo máximo que o sistema pode ser acionado e a energia cinética adicional que fornece são, respectivamente,
O sistema KERS (Kinetic Energy Recovery System), que pode ser traduzido como Sistema de Recupera- ção de Energia Cinética, foi sugerido pela primeira vez pelo físico Richard Feynman na década de 50. O sistema, que tem sido utilizado nos últimos anos nos carros de Fórmula 1 e agora também em carros de passeio, permite converter parte da energia cinética que seria dissipada devido ao atrito no momento da frenagem em alguma outra forma de energia que possa ser armazenada para uso posterior. Supondo que o sistema KERS de um carro forneça 50kW de potência e libere 400kJ de energia e assumindo que 80,0% dessa energia liberada seja convertida no- vamente em energia cinética, o intervalo de tempo máximo que o sistema pode ser acionado e a energia cinética adicional que fornece são, respectivamente,
O Sol irradia energia para o espaço sideral . Essa energia tem origem na sua autocontração gravitacional. Nesse processo, os íons de hidrogênio (prótons) contidos no seu interior adquirem velocidades muito altas, o que os leva a atingirem temperaturas da ordem de milhões de graus. Com isso, têm início reações exotérmicas de fusão nuclear, nas quais núcleos de hidrogênio são fundidos, gerando núcleos de He (Hélio) e propiciando a produção da radiação, que é emitida para o espaço. Parte dessa radiação atinge a Terra e é a principal fonte de toda a energia que utilizamos.
Nesse contexto, a sequência de formas de energias que culmina com a emissão da radiação solar que atinge a terra é
O Insano é um toboágua com 41 metros de altura, localizado no “Beach Park”, na cidade de Fotaleza-CE. Em função da sua altura e inclinação, o toboágua proporciona uma descida extremamente rápida, e em poucos segundos o banhista chega ao ponto mais baixo com uma velocidade aproximadamente de 100,8km/h. Por essas características, o Insano é considerado o mais radical dos equipamentos do gênero no planeta.
Considerando que um banhista com 70kg parte com velocidade inicial igual a zero do ponto mais alto do toboágua e que a aceleração da gravidade local é 10m/s2 , a energia dissipada pelos diversos atritos que se opõem ao movimento ao longo da descida é:
Os carrinhos de brinquedo 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
Sabendo que a aceleração da gravidade local é de 10 m/ s2, qual é o valor da energia potencial gravitacional que uma pessoa de massa 80 kg adquire, ao subir do solo até uma altura de 20 m?
Dado: Ep = m.g.h
Um projétil de 0, 02kg foi disparado de uma arma de fogo, saindo com uma velocidade de 400m/ s. Qual é, em joules (J), a energia mecânica desse projétil, em relação à arma, no momento do disparo?
Em uma competição de salto em distância, um atleta de 70 kg tem, imediatamente antes do salto, uma velocidade na direção horizontal de módulo 10 m/s. Ao saltar, o atleta usa seus músculos para empurrar o chão na direção vertical, produzindo uma energia de 500 J, sendo 70% desse valor na forma de energia cinética. Imediatamente após se separar do chão, o módulo da velocidade do atleta é mais próximo de.
Um projétil é disparado obliquamente do solo com ângulo de tiro de 45° . Considere a resistência do ar desprezível e nula a energia potencial gravitacional do projétil no solo. No instante em que o projétil atinge o ponto mais alto de sua trajetória, a razão entre sua energia cinética e sua energia potencial gravitacional é igual a:
Conforme determinação de alguns órgãos de trânsito, define-se como “colisão com o veículo da frente" aquela que acontece quando o condutor colide com o veículo que está imediatamente à sua frente, no mesmo sentido de direção. Tendo por base esse conceito, analisar a situação que segue.
Um veículo A, de massa 103 kg, move-se com velocidade escalar igual a 10m/s sobre uma rua horizontal sem atrito até colidir com outro veículo B, de massa 103 kg, inicialmente em repouso. Após a colisão, o veículo A fica engatado em B. A energia cinética final do conjunto dos veículos AB, em J, vale:
Se um corpo com massa igual a 400 g percorre uma distância de 1.200 m em 2 minutos, a energia cinética média do corpo no referido trajeto, expressa em Joule (J), é
Na construção de bombas centrífugas, em alguns casos, utilizam-se difusores fixos dentro da voluta.
O uso dos difusores faz com que
Uma bola de futebol tem, em média, massa de 450 gramas. Em uma falta, um jogador conseguiu fazer com que essa bola atingisse uma velocidade de 180 km/h.
Qual a energia cinética, em joules, atingida pela bola?
Em uma montanha russa, um carrinho de 100kg de massa parte do repouso de um ponto A a uma altura de 32m do solo e atinge um ponto B, ao nível do solo, com uma velocidade de 10m/s. Considere a aceleração da gravidade como 10m/s 2 . É correto afirmar que a energia dissipada, em kJ, no movimento foi de
Um homem de 70 kg pula de uma janela para uma rede de bombeiros que se encontra a 7,2 m abaixo da janela. A rede se estica, afundando 1,0 m na vertical antes de deter a queda do homem e arremessá-lo novamente para cima.
O valor do trabalho, em joules, realizado pela força resultante sobre o homem durante a queda da janela até o momento em que a rede está em sua posição mais esticada, e do impulso, em N.s, transmitido pela força resultante sobre o homem enquanto ele está em contato com a rede, sendo freado, são, respectivamente,
Dado
aceleração da gravidade = 10 m/s2
Quando uma moeda é impulsionada sobre uma mesa, ela se desloca e para devido à força de atrito; logo a energia cinética inicial da moeda se transformou em energia potencial.
Um joule é a quantidade de energia capaz de deslocar apenas horizontalmente um objeto com peso de 1N por um metro.
Um motoqueiro desce uma ladeira com velocidade constante de 90 km/h. Nestas condições, utilizando apenas os dados fornecidos, é possível afirmar com relação à energia mecânica do motoqueiro, que ao longo da descida
Um brinquedo de tiro ao alvo utiliza a energia armazenada em uma mola para lançar dardos. Imagine que numa determinada situação o brinquedo foi usado para lançar um dardo verticalmente para cima e o dardo atingiu uma altura máxima de 32 metros. O dardo é lançado novamente verticalmente para cima, mas desta vez a compressão da mola é metade da compressão na primeira situação. Se a resistência do ar for desprezível e considerando a mola ideal, a altura atingida no segundo lançamento é de
Um bloco, a uma altura 2,7 m do solo, escorrega a partir do repouso por uma rampa até chegar à uma superfície horizontal, por onde segue. Não existe atrito entre o bloco e a rampa. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície horizontal é 0,30.
Calcule a distância em metros que o bloco percorre sobre a superfície horizontal até parar.
Um garoto de massa 30 kg está parado sobre uma grande plataforma de massa 120 kg também em repouso em uma superfície de gelo. Ele começa a correr horizontalmente para a direita, e um observador, fora da plataforma, mede que sua velocidade é de 2,0 m/s.
Sabendo que não há atrito entre a plataforma e a superfície de gelo, a velocidade com que a plataforma se desloca
para a esquerda, para este observador, é, em m/s:
Um cilindro com massa de 2 kg e raio r igual a 10 cm rola sem deslizar por um plano inclinado. Considerando que o seu momento de inércia é 0,01 kg⋅m2, é correto afirmar:
Considerando que a Terra e a Lua sejam perfeitamente esféricas e homogêneas, julgue o próximo item.
Se dois planetas têm a mesma densidade e diâmetros diferentes, a
velocidade de escape é maior no planeta de maior diâmetro.
Uma rampa maciça de 120 kg inicialmente em repouso, apoiada sobre um piso horizontal, tem sua declividade dada por tan θ = 3/4. Um corpo de 80 kg desliza nessa rampa a partir do repouso, nela percorrendo 15 m ate alcançar o piso. No final desse percurso, e desconsiderando qualquer tipo de atrito, a velocidade da rampa em relação ao piso e de aproximadamente
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: 1 ton de TNT = 4,0 x 109 J. Aceleração da gravidade g = 10 m /s². 1 atm = 10⁵ Pa. Massa específica do ferro ρ = 8000 kg/m³ . Raio da Terra R = 6400 km. Permeabilidade magnética do vácuo μ₀ = 4Π x 10⁻⁷ N /A².
Um corpo movimenta-se numa superfície horizontal sem atrito, a partir do repouso, devido à ação contínua de um dispositivo que lhe fornece uma potência mecânica constante. Sendo v sua velocidade após certo tempo t, pode-se afirmar que
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: 1 ton de TNT = 4,0 x 109 J. Aceleração da gravidade g = 10 m /s². 1 atm = 10⁵ Pa. Massa específica do ferro ρ = 8000 kg/m³ . Raio da Terra R = 6400 km. Permeabilidade magnética do vácuo μ₀ = 4Π x 10⁻⁷ N /A².
Acredita-se que a colisão de um grande asteroide com a Terra tenha causado a extinção dos dinossauros. Para se ter uma ideia de um impacto dessa ordem, considere um asteroide esférico de ferro, com 2 km de diâmetro, que se encontra em repouso quase no infinito, estando sujeito somente à ação da gravidade terrestre. Desprezando as forcas de atrito atmosférico, assinale a opção que expressa a energia liberada no impacto, medida em numero aproximado de bombas de hidrogênio de 10 megatons de TNT.
Uma pessoa de 80,0 kg deixa-se cair verticalmente de uma ponte amarrada a uma corda elástica de "bungee jumping" com 16,0 m de comprimento. Considere que a corda se esticará até 20,0 m de comprimento sob a ação do peso. Suponha que, em todo o trajeto, a pessoa toque continuamente uma vuvuzela, cuja frequência natural é de 235 Hz, Qual(is) é(são) a(s) distância(s) abaixo da ponte em que a pessoa se encontra para que um som de 225 Hz seja percebido por alguém parado sobre a ponte?
Considere uma partícula que se move sob a ação de uma força conservativa. A variação da energia cinética, Ec, em joules,da partícula em função do tempo, t, em segundos, é dada por Ec(t) = 4,0 sen2(2/3πt - π/2). Sendo assim, o gráfico que pode representar a energia potencial, Ep(t), da partícula é
Assinale a alternativa que apresenta um conceito físico.
TEXTO 3
A dor do mundo
Eu não queria sair do meu brinquedo. Eu escrevia versos na areia na clara areia sob a paineira frondosa ou pensava mundos com a mão enquanto mexia com a terra. Eram formas de nada que acabavam compondo seres estranhos, animais de outro mundo, fantasmas, tudo o que a areia podia fornecer às minhas mãos de oito anos. Mas mãos de oito anos já suportam a alça de um balde com água, ou um feixe de gravetos para ajudar a fazer fogo no fogão a lenha. Mãos de oito anos já podem fazer coisas concretas, como tirar água da cisterna se o balde não for muito grande. Elas não servem apenas para criar mundos com terra molhada ou escrever poemas na areia seca. Não se pode dizer que é feio ser pobre, mas não há como negar que a pobreza dói. E essa dor sentida pelo adulto é intuída pela criança das mais variadas formas. Todas elas repousam na intrincada natureza do não. Era tão simples o meu modo de brincar. Do que vivenciei na infância, ficaram os mais puros fios de tristeza. As alegrias ficaram nas intenções de ser. As mais puras veias de dor. As sensações de não compreensão por estar ali, fazendo o quê? O que fazia ali, um menino com dor de ter de ficar ali, no canto do mundo, mirando e mirando as coisas em si? Todas elas ali, do mesmo jeito do monte de lenha, ou das galinhas no terreiro que aprendi desde cedo a entender sua forma enigmática de olhar o mundo. Elas olhavam ao ar como se vissem algo que pudesse anunciar um estranhamento qualquer com que se devesse ter cuidado. O universo das galinhas é uma espécie de síntese crucial da humanidade. Uma de minhas obrigações era colher os ovos nos ninhos esparramados pelo quintal. Eu gostava e não gostava de fazer esse trabalho. De procurar eu gostava. Os ninhos ficavam bem escondidos e arquitetonicamente perfeitos. Eram construídos em espaços difíceis. Ao construírem seus ninhos, as galinhas optam pelo difícil, como os bons poetas. Suas escolhas se apresentam desde a topologia do lugar onde constroem até o detalhamento, a perfeição na elaboração do ninho. Havia ninhos que ficavam suspensos em filetes secos, ramos complexos, espaços abertos. Havia ninhos que ficavam suspensos e presos por poucos ramos. Mas ficavam muito bem protegidos. Encontrá-los era uma emoção, era uma quase de felicidade. Sempre era nova a sensação. Se acontecesse da galinha estar no ninho, eu me afastava rapidamente e da maneira mais delicada possível. Ela poderia se assustar e aquele era um momento mágico. Eu só me aproximava do ninho, na ausência da galinha. Daí, ao ver aquilo, como se fosse a primeira vez que eu via um ninho e ainda mais precioso, como se fosse a primeira vez que eu visse um ninho de galinha com ovos, então eu ficava a contemplar por um tempo, sem saber o que fazer a não ser olhar pro ninho e olhar pros ovos e olhar pro ninho com ovos e ficar olhando. A forma de composição era tão perfeita e tão bonita que minhas mãos não conseguiam tocar os ovos. Era a profunda sensação do proibido que me invadia. Na verdade, era uma espécie de crime o que a gente cometia. Imaginemos como a galinha se sentia ao ver o seu belo ninho quase completamente esvaziado. Eu deixava só um, o endez, para ela não abandonar o ninho. Era bom, por outro lado, encher de ovos o cestinho de vime e ir correndo mostrar pra minha mãe o meu grande feito. Algumas vezes, e isso era raro, surgia entre os ovos, uns dois ou três azuis. Era muito bonito e a gente mostrava pra todo o mundo. Esse universo de aves e ninhos é muito rico e muito próximo do processo de composição artístico. Guimarães Rosa mostrou isso de forma maravilhosa na sua narrativa Uns inhos engenheiros, criando uma analogia entre o processo de criação do ninho do pássaro e o poema lírico. Para mim, a relação era totalmente lúdica.
(GONÇALVES, Aguinaldo. Das estampas. São Paulo: Nankin, 2013. p. 64-65.)
O Texto 3 traz a passagem “Mãos de oito anos já suportam
a alça de um balde com água". Suponha que um
balde de massa desprezível, contendo 5 litros de água, seja
puxado verticalmente por uma corda a partir da lâmina
d'água de um poço a 18 metros da borda. Adotando-se
a aceleração da gravidade e a densidade da água do poço
como, respectivamente, 10 m/s2
e 1000 kg/m3
e desprezando-se
todas as forças dissipativas, pode-se afirmar que
(analise os itens que se seguem):
dado: 1 m3
= 1000 litros.
I- Se o balde subir com uma velocidade constante de 2 m/s,
a força aplicada pela corda sobre ele será igual a 50 N.
II- Se o balde subir com uma aceleração de 2 m/s2
, a
força aplicada pela corda sobre ele será 55 N.
III- Se o balde subir com uma aceleração de 1 m/s2
, o trabalho
resultante realizado sobre ele ao ser puxado
até a superfície será igual a 900 J.
IV- Se o balde for puxado com uma aceleração de 1 m/s2 a
partir do repouso e levar 6 segundos para percorrer
os 18 metros, então a potência aplicada pela força
resultante será de 15 W.
Com base nas afirmações anteriores, marque a alternativa
em que todos os itens estão corretos:
Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.
Em uma das oscilações, Mariana partiu do extremo, de uma altura de 80 cm acima do solo e, ao atingir a posição inferior da trajetória, chutou uma bola, de 0,5 kg de massa, que estava parada no solo. A bola adquiriu a velocidade de 24 m/s imediatamente após o chute, na direção horizontal do solo e do movimento da menina. O deslocamento de Mariana, do ponto extremo até o ponto inferior da trajetória, foi realizado sem dissipação de energia mecânica. Considere a massa de Mariana igual a 12 kg, e a aceleração da gravidade com o valor 10 m/s2 . A velocidade de Mariana, imediatamente após o chute na bola, passou a ser, em m/s, de
A nave americana New Horizons passou, recentemente, bem perto da superfície de Plutão, revelando importantes informações a respeito desse planeta anão. Ela orbitou a uma distância d do centro de Plutão, cuja massa é 500 vezes menor que a da Terra, com uma velocidade orbital VP. Se orbitasse ao redor da Terra, a uma distância 2d de seu centro, sua velocidade orbital seria VT. A relação VT/VP entre essas velocidades valeria √10 multiplicada pelo fator
Em uma planta nuclear, é correto afirmar que um moderador é utilizado para
Gabriela está em um balanço e é solta de uma altura H1. Ao passar pelo ponto mais baixo
de sua trajetória, ela agarra sua mochila de livros que estava sobre o chão. Ela continua
balançando e atinge uma altura H2.
Durante o retorno do balanço, ao passar novamente pelo ponto mais baixo de sua
trajetória, ela solta a mochila e continua balançando, atingindo uma altura H3.
Despreze todas as formas de atrito.
Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que
Um objeto de massa 600 g é arremessado verticalmente para baixo com velocidade inicial de 20 m/s do alto de uma torre atingindo o solo com uma energia cinética de 900J. Desprezando a resistência com o ar e considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s2 , então a altura dessa torre é de:
Um carrinho parte do repouso, do ponto mais alto de uma montanha-russa. Quando ele está
a 10 m do solo, a sua velocidade é de 1 m/s. Desprezando todos os atritos e considerando a
aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, podemos afirmar que o carrinho partiu de uma altura de
Considere em um plano horizontal xy dois pontos materiais, A e B. O ponto A esta ligado à origem por uma mola de constante elástica K=1 N/m e comprimento natural Li = 3√2 .10-2m B está ligado a A por outra mola, de mesma constante elástica e de comprimento natural L2 = 2√5 .10-2m. Considerando que o sistema obedece à Lei de Hooke e supondo que, quando as molas estão com seus comprimentos naturais, sua energia potencial é nula, qual a energia potencial do sistema quando A e B ocupam, respectivamente, as posições (10-2m, 10-2m) e (2.10-2m, 3.10-2m) ?
Para descer por um toboágua, uma criança empurra para trás um suporte fixado acima da entrada desse brinquedo, a fim de que ela seja impulsionada.
Supondo que esse toboágua tenha 19,8 metros de altura, que não possua atrito e que a água não influencie na queda da criança e considerando que essa criança chega ao solo com uma velocidade de 72 km/h, é CORRETO afirmar que a velocidade inicial dela é de:
Dois satélites A e B descrevem uma órbita circular em torno da Terra. As massas e os raios são, respectivamente, mA = m e mB = 3m, RA = R e RB = 3R. Considere as afirmativas seguintes:
(I) A velocidade do satélite B é menor do que a velocidade do satélite A por possuir maior massa.
(II) A energia cinética do satélite A é menor do que a do satélite B.
(III) Considere a razão T²/r³, onde T é o período e r é um raio de uma órbita qualquer. O resultado da razão para o satélite A será diferente do resultado para o satélite B.
(IV) A energia potencial entre o satélite A e a Terra é igual a menos o dobro da sua energia cinética. O mesmo vale para o satélite B.
Com relação a essas afirmativas, conclui-se que
Um sólido, inicialmente em repouso a 20 metros de altura do solo, inicia um movimento de queda, sem atrito e sujeito apenas à ação da gravidade g=10m/s2, vinculado a uma rampa inclinada plana que forma um ângulo de 45° com a vertical. O sólido abandonou essa rampa quando estava a uma altura de 10 metros do solo, e passou então a se mover em queda livre. A distância percorrida horizontalmente pelo sólido, após deixar a rampa inclinada até atingir o solo, foi de:
Uma mola de comprimento natural 3 m e de constante elástica 10 N/m tem uma extremidade fixada a 10 m do solo e, em sua outra extremidade, está preso um corpo de 2 Kg. No instante t0, esse corpo se encontra a uma altura de 9 m do solo, com velocidade nula. Sabendo que o movimento subsequente desse corpo se dá sobre a reta vertical em que a mola se encontra e que tal corpo sofre apenas a ação das forças elástica e gravitacional, qual é a intensidade da velocidade máxima que esse corpo atingirá em seu movimento?
Considere a aceleração da gravidade g=10m/s2 .
Um ponto material de massa m move-se em um plano vertical numa circunferência S, de centro 0 e raio R = 1m, cujo ponto mais alto é A. Esse ponto material está na extremidade livre de uma mola que obedece a lei de Hook, tem constante elástica k e seu comprimento natural é de 2 metros. A outra extremidade dessa mola está fixa no ponto A de S. As únicas forças que agem no ponto material são a força peso e a força elástica da mola, e, no instante inicial, ele está em repouso num ponto P de S tal que o ângulo OÂP é 60°. Se a aceleração da gravidade no local é g, a velocidade do ponto material, ao passar pelo ponto de S diametralmente oposto a A, tem módulo
Uma partícula de massa m é lançada obliquamente a partir do solo. O módulo da velocidade de lançamento é igual a v0 e suas componentes são v0x , na direção horizontal, e v0y , na direção vertical. Essa partícula atinge uma altura máxima igual a h. A relação entre as energias mecânicas nos instantes do lançamento e ao atingir a altura máxima é ________ .
Considere:
1- o movimento conservativo; e
2- o módulo da gravidade local (g) é constante.
Caso necessário, use os seguintes dados:
Constante gravitacional G =6,67 × 10−11m3/s2kg. Massa do Sol M= 1,99× 1030 kg. Velocidade da luz c = 3× 108m/s. Distância média do centro da Terra ao centro do Sol: 1,5 × 1011 m. Aceleração da gravidade g = 9,8 m/s2 . Raio da Terra: 6380 km. Número de Avogadro: 6,023 × 1023 mol−1 . Constante universal dos gases: 8,31 J/molK. Massa atômica do nitrogênio: 14. Constante de Planck h =6,62× 10−34m2kg/s. Permissividade do vácuo: ε0 = 1/4πk0. Permeabilidade magnética do vácuo: µ0.
A temperatura para a qual a velocidade associada à energia cinética média de uma molécula de nitrogênio, N2, é igual à velocidade de escape desta molécula da superfície da Terra é de, aproximadamente,
Um determinado corpo de massa m fixado em uma mola horizontal move-se com velocidade constante segundo uma trajetória circular de raio R sobre a horizontal sem atrito. A energia cinética do corpo é expressa por K, e a força de tração na mola por T. Com base nessas informações, é correto afirmar que o raio R da trajetória é determinado pela equação
A energia mecânica pode ser transformada em outros tipos de energia. Por exemplo, a maioria dos sistemas de geração de eletricidade utiliza-se da energia cinética para mover o eixo de um gerador. A variação de pressão também pode ser transformada diretamente em eletricidade. Assinale a alternativa que indica o nome que recebem os materiais que podem realizar essa transformação de diferença de pressão em eletricidade.
Suponha um objeto de peso P, suspenso verticalmente por uma mola. O objeto é puxado para baixo, tracionando a mola. Ao soltar o objeto, ele inicia um movimento oscilatório, comprimindo e estendendo a mola. Considerando que ela sofre efeito da gravidade e parte da energia é dissipada a cada oscilação, assinale a alternativa correta em relação a esse movimento oscilatório.
Uma onda de choque é um distúrbio associado à propagação de uma onda, no qual ocorre uma variação abrupta e quase descontínua de alguma grandeza física ao longo da frente de onda. Assinale a alternativa que não indica uma grandeza que pode variar em uma onda de choque.
Analise a situação a seguir.
Mariana e Pedro, apostando corrida, saem do primeiro andar de um prédio para o segundo andar. Mariana, cuja massa é menor que a de Pedro, sobe por uma rampa e Pedro sobe por uma escada. Se ambos gastam o mesmo tempo para subir do primeiro ao segundo andar, na transformação de energia química em potencial gravitacional, desconsiderando suas perdas, pode-se afirmar que:
Um amante de aventuras, com 2,0 m de altura, prepara-se para pular de um bungee jumping a partir de uma plataforma de 25 m do solo. Para tal salto, prende-se uma extremidade da corda elástica em seus calcanhares e a outra extremidade à plataforma. Partindo do repouso sobre a plataforma, o aventureiro cai verticalmente em queda livre. A corda elástica é projetada para que a velocidade do aventureiro seja exatamente zero no momento em que sua cabeça toque o solo. Despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade local g = 10 m/s2.
Sabendo que, na fase final do salto, o aventureiro fica parado com a cabeça distante 8,0 m do solo, o
comprimento normal da corda elástica não deformada é mais próximo de
A Latin NCAP é uma organização que tem como objetivo avaliar asegurança de veículos comercializados na América latina e Caribe. Anualmente, essa empresa simula acidentes com os modelos de automóveis mais vendidos na região. A colisão padrão simulada nos testes é aquela em que o veículo, se deslocando em linha reta a 64,0 km /h, se choca com um anteparo de alumínio, de forma que 40% da frente do veículo bate no anteparo. Esse tipo de colisão simula os acidentes mais frequentes em estradas cujas vítimas apresentam lesões graves ou fatais. A colisão dura apenas dois décimos de segundos até o carro parar e, caso o veículo não tenha air bag, a desaceleração da pessoa varia imensamente e pode atingir um incrível pico d e400m /s2.
Supondo que o condutor tenha uma massa de 72,0 kg, o módulo da força média que atua sobre o motorista, durante a colisão, vale
Com o objetivo de avaliar o sistema de segurança de seus produtos, uma indústria automobilística nacional submeteu um automóvel de 900 kg de massa a um procedimento conhecido como teste de impacto, constituído de duas fases: na primeira, denominada arrancada, o automóvel é acelerado, por 10 s, partindo do repouso até atingir a velocidade de 36 km/h; na segunda fase, identificada como colisão, o veículo, ainda com a velocidade da fase anterior, colide com um bloco de concreto não deformável e para após 0,1 s, tendo sua estrutura sido danificada após o choque.
A partir dessa situação hipotética, julgue o item a seguir, considerando que o módulo da aceleração da gravidade seja de 10 m/s2 .
No intervalo de 10 segundos iniciais, a força resultante média
sobre o automóvel foi superior a 1.000 N.
Com o objetivo de avaliar o sistema de segurança de seus produtos, uma indústria automobilística nacional submeteu um automóvel de 900 kg de massa a um procedimento conhecido como teste de impacto, constituído de duas fases: na primeira, denominada arrancada, o automóvel é acelerado, por 10 s, partindo do repouso até atingir a velocidade de 36 km/h; na segunda fase, identificada como colisão, o veículo, ainda com a velocidade da fase anterior, colide com um bloco de concreto não deformável e para após 0,1 s, tendo sua estrutura sido danificada após o choque.
A partir dessa situação hipotética, julgue o item a seguir, considerando que o módulo da aceleração da gravidade seja de 10 m/s2 .
Durante todo o teste de impacto, a variação da energia cinética
do automóvel foi superior a 40 kJ.
Em um ponto A do lago do reservatório de uma usina hidrelétrica, em que a água se encontra, inicialmente, em repouso, uma tubulação de diâmetro constante capta a água que passa a escoar na vazão de 150 m³/s até atingir um gerador de energia elétrica localizado em um ponto B, que está 20 m abaixo do ponto A.
A respeito dessa situação hipotética, julgue o seguinte item, desprezando todas as forças dissipativas no sistema e considerando que a densidade da água seja de 1.000 kg/m³ e que o módulo da aceleração da gravidade seja de 10 m/s².
Desconsiderando-se todas as perdas de energia, a potência
hídrica na entrada do gerador será de 30 MW.
Em um local onde a aceleração da gravidade é constante, uma escada rolante foi projetada para se movimentar com velocidade escalar constante e transportar passageiros entre dois pisos separados por uma distância vertical de altura H.
Considerando que não haja força dissipativa no sistema e que 100% do trabalho do motor que movimenta a escada seja transferido para os passageiros, julgue o item subsequente.
Caso todos os passageiros estejam em repouso em relação
à escada, é correto afirmar que durante a subida, à medida que
os passageiros da escada rolante se deslocam entre os
dois pisos, a energia cinética de cada um deles diminui, sendo
transformada em energia potencial gravitacional.
No que se refere a ondas, energia e suas transformações, julgue o próximo item.
A energia mecânica de um sistema é a soma da energia
cinética e da energia potencial. Se as únicas forças
presentes são a força gravitacional e a força elástica, o
valor da energia mecânica permanece constante mesmo
que a energia cinética e a energia potencial variem com
o tempo.
No que se refere a ondas, energia e suas transformações, julgue o próximo item.
Nos sistemas isolados, a energia pode ser transformada
de uma forma para outra, o que resulta na diminuição da
energia total do sistema.
Considere um satélite em órbita geoestacionária em torno do equador terrestre. Sendo M a massa da Terra, T o período de revolução da Terra em torno de seu eixo e G a constante gravitacional universal, qual a velocidade mínima que se deve imprimir a esse satélite para que ele escape da atração gravitacional terrestre?
Segundo o princípio da conservação da energia, a energia mecânica total de um sistema que não sofre a ação de forças externas permanece constante. Assim, a energia é conservada quando a energia mecânica total é inalterada. Com base no princípio da conservação da energia, julgue o item a seguir, considerando que a aceleração da gravidade (g) seja igual a 10 m / s2 .
Uma bola de 380 g foi arremessada verticalmente, de baixo para cima, com velocidade inicial de módulo igual a 10 m/s. A altura máxima (h), em metros, que a bola atinge, supondo que a resistência do ar seja desprezível, está situada no intervalo 4,8m<h< 5,1 m.
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: Constante da gravitação universal G = 7 x 10-11 m3/kg.s2. Aceleraçao da gravidade g = 10 m /s2. Velocidade do som no ar = 340 m/s. Raio da Terra R = 6400 km. Constante dos gases R = 8,3 J/mol.K. Indice adiabatico do ar y = CP/CV = 1,4. Massa molecular do ar Mar = 0,029 kg/mol. Permeabilidade magnetica do vacuo μ0 = 4π x 10-7 N/A2.
Pressão atmosferica 1,0 atm = 100 kPa. Massa específica da agua = 1 ,0 g/cm3
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: Constante da gravitação universal G = 7 x 10-11 m3/kg.s2. Aceleraçao da gravidade g = 10 m /s2. Velocidade do som no ar = 340 m/s. Raio da Terra R = 6400 km. Constante dos gases R = 8,3 J/mol.K. Indice adiabatico do ar y = CP/CV = 1,4. Massa molecular do ar Mar = 0,029 kg/mol. Permeabilidade magnetica do vacuo μ0 = 4π x 10-7 N/A2.
Pressão atmosferica 1,0 atm = 100 kPa. Massa específica da agua = 1 ,0 g/cm3
No livro Teoria do Calor (1871), Maxwell, escreveu referindo-se a um recipiente cheio de ar:
"... iniciando com uma temperatura uniforme, vamos supor que um recipiente é dividido em duas partes por uma divisória na qual existe um pequeno orifício, e que um ser que pode ver as moléculas individualmente abre e fecha esse orifício de tal modo que permite somente a passagem de moléculas rápidas de A para B e somente as lentas de B para A. Assim, sem realização de trabalho, ele aumentará a temperatura de B e diminuirá a temperatura de A em contradição com ... ”.
Assinale a opção que melhor completa o texto de Maxwell.
Um carrinho de massa m = 2 kg é lançado de duas formas diferentes, e sua velocidade é medida ao final de um percurso. A primeira forma corresponde a abandoná-lo do alto de uma rampa curva, de uma altura h = 5 m. Nessa situação, ele chega ao final da rampa com velocidade 10 m/s. A segunda forma corresponde a utilizar um mecanismo disparador, com uma mola de constante elástica grande, e lançar o carrinho em uma superfície horizontal plana. Nessa segunda forma, a velocidade de saída do mecanismo disparador é proporcional à compressão da mola antes do lançamento, e, no primeiro teste feito com o mecanismo disparador, com a mola comprimida de 10 cm, o carrinho atingiu a velocidade de 10 m/s.
Desprezando os efeitos de atritos, para obter, nos dois casos, a velocidade final de 20 m/s, a altura de abandono do carrinho e a compressão da mola devem ser, respectivamente,