RESOLUÇÕES

 

01- a) Para o portão abrir totalmente ele deve girar um ângulo ∆θ=90^o=π/2 rad  ---  W=∆θ/∆t=(π/2)/∆t  ---  ∆t=π/2W.

b) Função horária do MUV  ---  S=S_o + V_ot _{+ at}²/2  ---  D= 0 + 0 + at²/2  ---  D=a.(π/2W)²/2  ---  D=a.(π²/4W²)/2  ---

D= π²a/8W²  ---  a= 8W²D/π².

02- a) Falsa  ---  no instante t=4,00s a partícula encontra-se em repouso no marco x=15,0m.

b) Correta  ---  V_m=(x – x_o)/(t  - t_o)=(0 – 25)/(11 – 10)=-25m/s.

c) Falsa  ---  a partícula encontra-se em repouso no marco (posição) x=25m.

d) Falsa  ---  ∆x=(x – x_o)=(0 – 0)=0.

R- B.

03- Se você não domina a teoria localize-a em fisicaevestibular.com.br- Mecânica- Cinemática- Lançamento Oblíquo.

a) Falsa  ---  tem o mesmo módulo (intensidade) que  mas, como é tangente à trajetória em cada ponto, muda a direção e sentido.

b) Falsa  ---  é metade do tempo que a partícula demora para ir do instante t₀ ao instante t₂.

c) Correta  ---  a componente horizontal da partícula é constante e tem intensidade V_ox.

d) Falsa  ---  a componente vertical da velocidade é nula, mas existe aí a componente horizontal que é constante e de intensidade V_o.

R- C.

04- Sendo qualquer tipo de força dissipativa desprezado, você pode utilizar o teorema da conservação da energia mecânica  ---  E_mi=E_mf=mgh + mV_f²/2=0,2.10.0,5=1J  ---  essa energia mecânica inicial corresponde à energia potencial

elástica armazenada pela mola na situação de compressão (inicial) de valor E_pe=k.x²/2=k.(0,2)²/2=0,02,k=E_mi  ---  0,02k=1  ---

K=1/0,02=50 N/m  ---  R- D.

05- Como não há atrito entre o bloco A e a mesa e os blocos se movem sem deslizamento de um em relação ao outro, eles possuem a mesma aceleração em relação à mesa  ---  se o bloco B acompanha o bloco A é porque existe força de

atrito entre eles  ---  devido ao atrito o bloco A “puxa” com força de atrito  o bloco B para a direita e, pelo princípio da ação e reação o bloco B reage sobre o A com força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário -   ---  essa força é a força resultante sobre o bloco B  ---  R- A.

06- Leia atentamente a teoria a seguir:

Segunda lei de Kepler (lei das áreas)

 “ O segmento de reta imaginário que une o centro do Sol ao centro do planeta descreve áreas proporcionais  aos tempos gastos para percorrê-las”

Sejam:

A_x--- área entre 1,2 e o Sol  ---  A_y  --- área entre 3, 4 e o Sol  ---  ∆t_x--- tempo que o planeta demora para ir de 1 a 2  ---

∆t_x --- tempo que o planeta demora para ir de 3 a 4  ---  pela lei das áreas de Kepler  ---  A_x/∆t_x ~ A_y/∆t_y  ---  essa constante K depende do planeta e recebe o nome de velocidade areolar.

 Observe na expressão acima que, quando A_x=A_y,  ∆t_x=∆t_y, ou seja, para o arco maior 34, ser percorrido no mesmo

intervalo de tempo que o arco menor12, a velocidade em 3,4 (mais perto do Sol - periélio) deve ser maior que a velocidade em 1,2 (mais afastado do Sol – afélio).

Portanto os planetas aceleram do afélio para o periélio e retardam do periélio para o afélio. Ainda, de acordo com essa lei, se as órbitas forem circulares a velocidade de translação será constante e se a órbita do planeta tiver raio R e seu  período de translação for T, sua velocidade areolar (constante K) será dada por: K=A/∆t =πR²/T.

 R- B.

07- Leia a teoria abaixo:

Associação de polias ou roldanas

a) Uma polia fixa e outra móvel

A polia de cima, fixa, não interfere no valor da força aplicada pela pessoa, serve apenas para sua comodidade, levantando o bloco ao puxar o fio para baixo.

A polia de baixo, móvel, reduz à metade a força aplicada pela pessoa (metade do peso do bloco). Lembre-se de que, se a pessoa puxar o fio de uma distancia d, o bloco subirá d/2.

 b) Uma polia fixa e várias polias móveis (talha exponencial)

Na figura abaixo, onde temos 3 polias móveis e uma fixa, o bloco de peso P é mantido em equilíbrio pela pessoa. Observe que

a força que a pessoas aplica tem intensidade 8 vezes menor que o peso do bloco e que cada polia móvel reduz pela metade a força aplicada nela. Esse tipo de associação é chamado de talha exponencial e a força exercida pela pessoa, se tivermos n polias móveis, corresponde a 2n do peso do bloco com n=1,2,3... .

Assim, se o bloco da figura acima tiver peso de 80N, a pessoa deve fazer uma força de apenas 10N para mantê-lo em equilíbrio, mas, se ele puxar a corda de 1m, o bloco subirá apenas 0,125m (8 vezes menor).

Observe na figura do exercício que existem duas polias móveis  ---  F=P/2²=P/4  ---  R- D.

08- Trata-se de uma alavanca interfixa – o apoio está entre a força potente e a força resistente  ---  observe a alavanca

 interfixa acima  ---  havendo equilíbrio, a soma dos momentos das forças em relação ao apoio deve ser nula  ---  F_o.2x=Fr.x­  ­---  F_r/F_o=2x/x­  ---  F_r=2F_p  ---  observe que quanto maior for o braço potente, maior será a vantagem mecânica, ou seja, maior será a força transmitida  ---  R- A.

09- Peso do submarino sem lastro  ---  P_s=m_s.g=13.10⁵.10=13.10⁶N  ---  empuxo com o submarino totalmente imerso  ---  E=d_água.V_s.g=10³.15.10².10=15.10⁶N  ---  peso do volume V’ de água (lastro) que o submarino deve receber para que fique totalmente imerso e em equilíbrio  ---  P’=d_água.V’.g=10³.V’.10=10⁴V’  ---  como  ele está em equilíbrio a

intensidade da força resultante sobre ele deve ser nula  ---  E = P_s + P’  ---  15.10⁶ = 13.10⁶ + 10⁴V’  ---  V’=2.10⁶/10⁴=

2.10²m³=200m³  ---  R- B.

10- Leia a teoria abaixo:

Movimento acelerado e movimento retardado

Movimento progressivo – velocidade positiva e o deslocamento é no sentido dos marcos crescentes

 Movimento retrógrado – velocidade negativa e o deslocamento é no sentido dos marcos decrescentes

 Para um movimento acelerado existem duas possibilidades:

 Primeira possibilidade: movimento progressivo com a velocidade aumentando em intensidade (módulo)  ---  Exemplo numérico:

am=(10 – 5)/(2 – 0)  ---  am=2,5m/s2 (am>0)  ---  este é um movimento progressivo (a favor dos marcos crescentes) e acelerado, ou seja, am>0 e V>0

Segunda possibilidade: movimento retrógrado com a velocidade aumentando em intensidade (módulo)

Movimento retrógrado – velocidade negativa  ---  am=(-10 –(-5))/(2 – 0)  ---  am=-2,5m/s2  ---  (am<0)  ---  este é um movimento retrógrado (a favor dos marcos decrescentes) e acelerado, ou seja, am<0 e V<0.

Observe, pelos dois casos, que um movimento é acelerado sempre que velocidade e aceleração têm o mesmo sinal, ou seja, ambas são positivas ou ambas são negativas.

 Para um movimento retardado existem duas possibilidades:

 Primeira possibilidade: movimento progressivo com a velocidade diminuindo em intensidade (módulo)  ---  Exemplo numérico:

am=(5 – 10)/(2 – 0)  ---  am=-2,5m/s2 (am<0)  ---  este é um movimento progressivo (a favor dos marcos crescentes) e retardado, ou seja, am<0 e V>0

 Segunda possibilidade: movimento retrógrado com a velocidade diminuindo em intensidade (módulo)

Movimento retrógrado – velocidade negativa  ---  am=(-5 –(-10))/(2 – 0)  ---  am=+2,5m/s2  ---  (am>0)  ---  este é um movimento retrógrado (a favor dos marcos decrescentes) e acelerado, ou seja, am>0 e V<0.

Observe, pelos dois casos, que um movimento é retardado sempre que velocidade e aceleração têm sinais opostos, ou seja, quando um é positivo o outro é negativo e vice-versa.

R- C. 

11- Se você não domina a teoria, a seguir estão algumas informações úteis e dicas:

Quando corpos se movimentam num fluido (ar ou água), além do peso que é constante surge também uma força, contrária ao movimento, que chamamos de força de resistência do ar (), que depende da velocidade do corpo, de sua forma e da área de secção transversal em relação à direção do movimento nesse meio.

Assim, sobre um pára-quedista no ar, surgem sempre na direção do movimento (vertical), duas forças: seu peso () que é  sempre constante, para baixo e a força de resistência do ar (), que é variável e sempre para cima.

Sem pára-quedas ele deve manter sempre o corpo na horizontal para aumentar a resistência do ar.

No início da queda, quando a velocidade vertical é nula, =  e sobre ele age apenas a força peso, acelerando-o para baixo (figura 1).

                         

A partir daí, sendo > ele cai acelerando e sua velocidade vai aumentando e  também, pois quanto maior a velocidade maior será  (figura 2).

Chega um momento em que a intensidade de  fica igual à intensidade da força peso   e ele entra em equilíbrio dinâmico (força resultante nula ) e sua velocidade vertical nesse instante é chamada velocidade terminal ou velocidade limite (que permanece a mesma até ele abrir o pára-quedas). Essa é a primeira velocidade limite de valor aproximadamente 200km/h (figura 3).

Quando ele abre o pára-quedas, a área de contato com o ar aumenta, aumentando também a força de resistência do ar  que fica maior que o peso  (figura 4).

Como, agora, > ele desacelera diminuindo  até que novamente eles se igualem =  e o pára-quedista começa a cair novamente com velocidade constante (figura 5).

     

Essa segunda velocidade limite que é a velocidade com que ele chega ao solo e que vale aproximadamente 22km/h, é baixa o suficiente para que ele não sofra danos, quando treinado.

A variação da velocidade dessa queda em função do tempo está representada no gráfico abaixo.

     

Para velocidades compreendidas aproximadamente entre 86km/h e 1200km/h a intensidade da força de resistência do ar é fornecida pela expressão:

F_r  ---  força de resistência do ar

V  --- velocidade do corpo em relação ao ar

K  ---  coeficiente (constante de proporcionalidade) que depende da densidade do ar, forma do corpo (área frontal em contato com o ar) e da aerodinâmica do corpo.

Para velocidades inferiores a 86km/h a intensidade de  é dada pela expressão:

R- A.

12- Supondo o sistema conservative, pelo teorema da conservação da energia mecânica e com o nível zero da altura em

C  ---  E­_mA = E_mC  ---  mgL=mV_c­²/2  ---  V_C²=2gL  ---  no ponto C a intensidade da força resultante centrípeta vale  ---  F_c=

mV_c²/L  ---  F_c=m.(2gL)/L=2mg  ---  mas, F_c=T – P  ---  2mg = T – mg  ---  T = 3mg  ---  R- A.

13- Toda transformação cíclica deve obedecer às seguintes condições:

 Como as temperaturas final e inicial são coincidentes (T_i=T_f), a variação de energia interna (ΔU) é nula  ---  ΔU=0

 ΔU=Q – W  ---  0=Q – W  ---  Q_ciclo=W_ciclo (a quantidade de calor trocada com o meio externo é igual ao trabalho realizado na transformação)

 Em toda transformação cíclica representada no diagrama PxV, o trabalho realizado é fornecido pela área do ciclo.

 Se o ciclo é realizado no sentido horário, o trabalho é positivo.

Se o ciclo é realizado no sentido anti-horário, o trabalho é negativo.

 O trabalho realizado é obtido pela área do ciclo (triângulo)  ---  W=bxh/2=(10 – 2).(10 – 2)/2=64/2=32J (positivo-ciclo no sentido horário)  ---  R- C.

14- O impulso da força  entre 0 e 4s é fornecido pela área do trapézio  ---  I=(B + b).h/2=(4 + 2).2/2  ---  I=6N.s  ---

teorema do impulso  ---  “ o impulso da força F é igual à variação da quantidade de movimento num dado intervalo de tempo”  ---  I=∆Q=m∆V=m(V – V_o)=2(V – 15)  ---  6=2V – 30  ---  2V=24  ---  V=12m/s  ---  R- D.

15-  Nesse caso o objeto deve estar entre o foco F e o vértice V ou entre o foco F e o espelho que deve ser côncavo.

A imagem terá:

Natureza – virtual (obtida na interseção do prolongamento dos raios de luz ) – não pode ser projetada, fotografada, etc.

Localização – atrás do espelho

Tamanho – maior que o do objeto

Orientação – direita em relação ao objeto

.Utilidades: são empregados com freqüência quando se deseja obter uma imagem virtual e ampliada de um objeto, como é o caso dos espelhos de barbear, toalete, de dentista, espelho de otorrinolaringologia, etc.

R- B.

16- A velocidade máxima do MHS é fornecida por V_máx=WA  ---  W=2π/T  ---  T=2π√(m/k)  ---  W=2π/2π√(m/k)  ---

W=√(k/m)  ---  V_máx=WA=A.√(k/m)  ---  R- C.

17- Na primeira figura foram colocadas as forças  ---  na segunda figura a tensão T foi decomposta em suas parcelas

horizontal e vertical  ---  na terceira figura, estando o sistema em equilíbrio a força resultante é nula  ---  na vertical  --- 

Tsenθ=m₂g  ---  T=m₂g/senθ (I)  ---  na horizontal  ---  F_at=Tcosθ (II)  ---  (I) em (II)  ---  F_at=(m₂g/senθ).cosθ  ---  F_at=

m₂gx1/tgθ  ---  F_at=m₂g/tgθ  ---  R- D.

18- Peso do transatlântico  ---  P=mg=1,2.10⁸.10=12.10⁸N  ---  para que ele flutue sem tocar o fundo sua altura h deve ser tal que  ---  V=b,L,h=300.40.h=12,10³h  ---  empuxo  ---  E=d_água.V.g.=10³.12.10³h.10=12.10⁷h  ---  como ele deve

estar flutuando (em equilíbrio)  ---  E = P  ---  12.10⁷h=12.10⁸  ---  h=12.10⁸/12.10⁷  ---  h=10m  ---  R- A.

19- O período de um pêndulo simples é fornecido pela expressão  ---  T=2π√(ℓ/g)  ---  observe na expressão que ele não depende da massa que está diminuindo, dependendo apenas do comprimento da corda (ℓ) e do local (g) que permanecem os mesmos  ---  assim, o período T não varia  ---  já a energia mecânica que depende da massa (E_m=mv²/2 + mgh) diminui porque a massa está diminuindo  ---  R- B.

20- Todas são falsas  ---  veja fisicaevestibular.com.br  ---  Física Térmica – Segundo Princípio da Termodinâmica  --- 

R- C.

21- O peso da esfera é o mesmo, pois seu coeficiente de dilatação volumétrica não varia e ela possui, independente da temperatura, a mesma densidade e consequentemente o mesmo peso  ---  já o empuxo varia de acordo com a variação da densidade da água que aumenta de zero até 4^oC e a partir daí diminui  ---  R- A.

 

 

 

Exercícios