Física
UFF
1) Um atirador segura firmemente sua arma preparando-se para o tiro. Por que razão ele sente o impacto exercido pela arma no seu ombro?
a) - arma sofre o recuo, em virtude da 1ª lei de Newton;
b) - por falta de equilíbrio;
c) - devido a conservação da quantidade de movimento, mas a força que a arma faz
no ombro do atirador é a mesma que o ombro faz na arma, 3ª lei de Newton;
d) - a bala ao sair do cano da arma adquire uma aceleração que varia com o decorrer
do tempo e assim provocando no ombro do atirador uma aceleração em sentido
contrário;e) - após abandonar a arma a bala adquire uma quantidade de
movimento maior que a arma, empurrando para trás o ombro do atirador.
Resposta - Letra C
Resolução:
Antes do tiro, a quantidade de movimento do sistema (arma + bala) é nula. Como a quantidade de movimento do sistema se conserva, após o tiro a bala adquire uma certa quantidade de movimento em sentido contrário, assim, por esta razão, o atirador sente o impacto da arma que corresponde ao seu recuo, a força de contato entre a arma e o ombro do atirador formam um par de ação e reação.
2) Imagine uma situação em que você andando pela rua e depara com uma pequena caixa no chão, inicialmente você julga a caixa vazia e chuta a caixa, surpreendendo-se logo a seguir, ao machucar o pé, pois a caixa continha em seu interior, um paralelepípedo de, aproximadamente 3,0 Kg. Como as leis de Newton permitem interpretar situações desse tipo?
a) - O paralelepípedo resiste ao avanço do pé, por sua inércia e se deforma pouco,
o tempo de interação diminui e a força aumenta e quem se deforma é o pé.
b) - O paralelepípedo pode ser elástico, deforma-se com facilidade, adquirindo
velocidade grande.
c) - A caixa com o paralelepípedo é facilmente deformada por sua inércia ou seu
pé, também se deforma.
d) - A caixa por ser elástica não resiste ao avanço do pé e adquire grande
velocidade.e) - Não temos como interpretar as leis de Newton pois a dor é
muito grande.
Resposta - letra A
Resolução:
A 2ª lei de Newton ou Princípio Fundamental da Estática, é definida pela razão :
F=(rQ/rt), assim, o paralelepípedo resiste ao avanço do pé, por sua inércia e se deforma pouco e com isso o tempo de interação diminui, fazendo com que a força aumente, logo, quem se deforma é o pé.
3)Um avião a jato cuja massa é 40 toneladas ejeta 100Kg de gás que sofre uma variação de velocidade de 500 m/s. Determine, a força aplicada ao avião, se o tempo de ejeção foi de 5 s e a variação de velocidade sofrida pelo avião, também, nesse tempo.
a) - 1,0 x 104 N e 1,25 m/s;
b) - 1,0 x 103 N e 1,25 m/s;
c) - 1,0 x 104 N e 5,00 m/s;
d) - 4,0 x 104 N e 1,25 m/s;
e) - 0 N e 0 m/s;
Resposta - Letra A
Resolução:
F=(rQ/rt)-> 2ª lei de Newton
rQ=mrv
F= 100 x 500 ... F= 1,0 x 104 N
5
F=m'.(rv'/rt)
1,0 x 104 = 40 x 103 x rv'/5
rv'= 5 x 1,0 x 104 ... rv'=1,25 m/s
4 x 104
4)Uma bola de borracha é abandonada a 2,0 m acima do solo. Após bater no chão, retorna a uma altura de 1,5 m do solo. A percentagem da energia inicial perdida na colisão da bola com o solo é:
a) 5%
b) 15%
c) 20%
d) 25%
e) 35%
Resolução:
EMantes= m.g.h -> EMantes= m.10.2-> EMantes= 20m
EMdepois=m.g.h' -> EMantes= m.10.1,5 -> EMdepois= 15m
Perda 5 m
20m — 100%
5m — xÞ 20m . x =5m .100
x =25%
Resposta - Letra D
A figura abaixo ilustra a seção reta de um recipiente isolante térmico cilíndrico cujo o volume é regulado por um pistão que pode deslizar sem atrito. O pistão está preso à mola de constante elástica k =1,0 × 10 4 N/m, que se encontra relaxada quando o pistão está encostado no fundo do recipiente .
Certa quantidade de um gás ideal é colocada no recipiente e, em equilíbrio térmico à temperatura T= 27º C, a mola comprime-se de x =0,50m
Dado : constante universal dos gases ( R) =8,31 J/mol K
a) - Calcule o número de mols do gás no recipiente
b) - O gás é aquecido, durante 10 minutos, por meio de um resistor com R= 20O, ligado a uma fonte de tensão de 6,0 V . Calcule a quantidade de calor fornecida ao gás .
Durante o aquecimento, o gás se expande quase estaticamente e, ao final, no equilíbrio térmico, o pistão encontra-se em uma nova posição onde a mola está comprimida de rx1=0,55 m.Tendo em vista esta nova situação, calcule:
c) - a temperatura do gás;
d) - o trabalho mecânico realizado pelo gás na expansão de rx para rx1;
e) - a variação da energia interna do gás na expansão, considerando desprezível a capacidade térmica do sistema (recipiente e seus componentes).
Resolução:
a) PV=n R T ... n=PV/RT
T=27 + 273 =300 K
V=rx . S, onde S = área do pistão
P=F/S mas F=krx ... P=k(rx/S)
n=(k(rx/S) .rx.S)/( R .T) = k(rx)2/R .T
n=(1,0 x 104x(0,50)2)/ (8,31*300)=2500/2493 ... n ˜ 1,0 mol
b) R=20 O P=V2/R
mas rQ=E=P . rt
V=6,0 V
rQ= V2/R . rt ... rQ=(36/20) . 10 . 60= 1,1 x 103 J
c) (P0V0)/T0 = (P1V1)/T1 ... k(rx)2/T0 = k(rx1 )2/T1
T1 =((0,55)2/ (0,50)2) . 300 ˜ 363 K
d) W=(1/2).k.(rx1)2- (1/2).k.(rx)2
W=(1/2) . 1,0 x 104[(0,55)2-0,55)2]
W=(1/2) . 104.0,0525 ... W˜ 2,6 x 102 J
e) rU=rQ - W ... rU=1,1 x 103 - 2,6 x102 ... rU=8,4 x 102J
UNI-RIO
Você observa o seu livro em repouso sobre sua mesa de estudo, considerada plana e horizontal. A força peso, P, e a reação normal da mesa sobre o livro, N, estão representadas na figura, sobre o livro. A força de ação, Q, que o livro exerce sobre a mesa não está representada.
Considere as afirmações:
I - a primeira lei de Newton permite concluir que N=P;II - através da terceira lei de Newton você afirma que N é a reação ao peso PIII - a terceira lei de Newton permite que você afirmar que N é igual a Q.A(s) afirma(ções) verdadeira(s) é(são):
a) II apenas.
b) I e II apenas.
c) I e III apenas.
d) II e III apenas.
e) Todas.
Resposta - Letra C
Resolução:
Pela 1ª lei de Newton ou Princípio da Inércia, condição de equilíbrio, logo, N - P=0 ...N=P
Pela 3ª lei de Newton e Princípio da Ação e Reação , a força Q é força de ação e a força N
é a força de reação, logo, |N| = |Q|
UNICAMP
As questões 1 e 2 referem-se ao seguinte enunciado:"Durante as comemorações do Tetra Campeonato Mundial de Futebol, um torcedor montou um dispositivo para soltar foguetes, ele colocava o foguete em uma calha vertical que servia da guia durante os instantes iniciais do movimento de subida do foguete. inicialmente, a massa de combustível corresponde a 60% da massa total do foguete, porém, a queima do combustível, que não deixou resíduos e provocou uma força vertical constante de 1,8N, fez com que a massa total decrescesse, uniformemente, de acordo com o gráfico abaixo. Considere que, neste dispositivo, os atritos são desprezíveis e que g=10 m/s2.
1) Considerando t=0,0 s o instante em que o combustível começou a queimar, então, o foguete passou a se mover a partir do instante:
a) 0,0 s;
b) 1,0 s;
c) 2,0 s;
d) 4,0 s;
e) 6,0 s.
Resposta - Letra B
Resolução:
Equação da reta | 1,8 =m . 10 | 180 = -20 . t + 200 | ||
y =-a. x + b | ... m=0,18 Kg | -20 = -20 . t | ||
a = 120 - 200 4-0 |
... m=180 g | ... t=1,0 s | ||
... a= -20 | P=0,2 x 10 | m=180 - 80 Comb | ||
... b= -200 | ... P= 2N | ... m=100 g Comb | ||
y = m e x = t | F-P=0... F= P | |||
m= -20 . t +200 | ...F= 2N |
2) 0 foguete deixará de ser impulsionado pela queima de combustível no instante:
a) 4,0 s;
b) 5,0 s;
c) 6,0 s;
d) 8,0 s;
e) 10,0 s.
Resposta - Letra C
Resolução:
m' = mt - m | ...m'= 80 g | 80=-20 . t + 200 | ...t= 6,0 s. | |
m' = 200 -120 | m' ->massa do foguete | 20 . t =120 |
UERJ
Para abrir uma porta, você aplica sobre a maçaneta, colocada a uma certa distância d da dobradiça, conforme a figura abaixo, uma força de módulo f perpendicular à porta.
Para obter o mesmo efeito, o módulo da força que você deve aplicar em uma maçaneta colocada a uma distancia d/2 da dobradiça da mesma porta, é:
a) F/2
b) F
c) 2F
d) 4F
Resposta - Letra C
Resolução:
Situação 1: M = F. d
Situação 2: M’ = F’. d’
Como os movimentos são iguais: M = M’Þ F. d = F’. d’® F. d = F’. d /2 ÞF’= 2F
Um balão, de peso igual a 0,1 N, está preso a um fio. Além da força de empuxo E, o ar exerce uma força horizontal F que empurra e inclina o fio em relação à vertical, conforme mostra a figura.
A tração no fio tem módulo igual o 0,2 N .
Calcule, em newtons, os módulos de:
A) E
B) F
Resolução:
a) E = P+ T cos30º
E = 0,1+ 0,2× ((v3)/2) ?0,27 N
b) T sen30º
F= 0,2 × ½ = 0,1N
UFRRJ
Dois móveis A e B tem equações horárias, respectivamente iguais a: SA = 80 – 5t e SB = 10 + 2t2 , onde SA e SB estão em metros e t em segundos. Pode-se afirmar que:
a) os móveis A e B têm posições iniciais, respectivamente, iguais a 10 m e 80 m
b) o movimento de A é progressivo e de B retrógrado
c) os movimentos de A e B têm velocidades constantes
d) ambos têm movimentos progressivos
e) o móvel A tem velocidade constante e B aceleração constante
Análise das alternativas:
a) Falso – SoA = 80 m e SoB = 10 m
b) Falso – Como ele não orienta a trajetória do móvel B nada podemos dizer a respeito do seu movimento.
c) Falso – A tem velocidade constante (mov. Uniforme); B não tem velocidade constante, pois o movimento é uniformemente variado.
d) Falso – Não sabemos o sentido do movimento de B
Respostas - letra E
Considere duas frentes de ondas senoidais distintas, propagando-se para a direita. Veja fig. 1 e fig. 2.
Admita que as ondas da fig.1 e as ondas da fig.2 viajam com velocidades escalares iguais(10m/s e para direita).
a) Calcule o valor aproximado para a relação r =λ1/λ2, sendo λ1 o valor do comprimento de onda na fig. 1 e λ2, o valor do comprimento de onda na fig.2.
Resolução:
Da figura podemos obter λ1= x e λ2 = 2x Þ r =λ1/λ2 = x/2x =1/2
b) Qual da ondas tem menor freqüência?
Resolução:
Como: v1=λ1ƒ1
v2=λ2ƒ2
e v1= v2
Então: λ1ƒ1 =λ2ƒ2
λ1/ λ2 = ƒ2/ ƒ1 =1/2 ... ƒ2 =1/2 . ƒ1
Resposta: a 2ª onda.
Em recente partida internacional de tênis, um dos jogadores lançou a bola com sua raquete, logo a seguir informou-se pelo auto-falante que o módulo da velocidade da bola atingirá aproximadamente 179 km/h. Admita-se que, no momento do contato da raquete com a bola, a velocidade inicial da bola seja desprezível. Determine, no S.I., o valor médio do módulo do impulso aplicado à bola.
Resolução:
I= F.rT(impulso médio) = m. .rv
I= m .rv = (20g).(179 km/h)= ((20 x 10-3 kg) (179 x 103m))/3600s
I= (2x179)/360 ?0,99?1 N.s
Dois condutores metálicos homogêneos (1) e (2) retos e extensos são colocados em parelelo. Os condutores são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade
A partir da informações acima, responda as perguntas propostas:
a) Em que condição a força magnética entre os condutores será de atração?
Resposta: Quando as correntes (1) e (2) tiverem o mesmo sentido.
b) Em que condição a força magnética entre os condutores será de repulsão?
Resposta: Quando as correntes em (1) e (2) tiverem sentidos opostos.
UFRJ
A figura 1 mostra um bloco em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. Nesse caso, a superfície exerce sobre o bloco uma força f. A figura 1 mostra o mesmo bloco deslizando, com movimento uniforme, descendo uma rampa inclinada em relação à horizontal segundo a reta de maior declive. Nesse caso, a rampa exerce sobre o bloco uma força f.
Compare f e f ' e verifique se | f | < | f '|, = | f '| ou | f | > | f '|. Justifique a resposta.
Resolução:
Bloco em repouso: Pela 1ª Lei de Newton: ∑ f = 0 -> f = -p
A resultante entre a normal e a força de atrito é igual a força f.
Como o sistema está em equilíbrio, FR = (movimento retilíneo uniforme).
∑ f = 0 ->f = -p
Como f = f ' , concluímos que | f | = | f '| .
(UFRJ 2000)
A figura mostra o perfil de um trilho vertical JKLM cujo o trecho KLM é circular de centro em C e raio R.
Um bloco de pequenas dimensões é abandonado a uma altura h= R/2 acima do plano horizontal que contém o centro C e passa a deslizar sobre o trilho com atrito desprezível.
a) Determine a direção e o sentido da velocidade do bloco no instante em que ele passa pelo ponto L e calcule seu módulo em função de R e da aceleração da gravidade.
b) Determine a direção e o sentido da velocidade do bloco no instante em que ele passa no pelo ponto L (informando o ângulo que ela forma com a horizontal) e calcule seu módulo em função da massa m do bloco e da aceleração da gravidade g.
Resolução:
(a) Como a esfera segue o trilho sua velocidade em L tem direção vertical, sentido debaixo para cima e módulo dado para alei de conservação da energia mecânica:
(1/2)m vL2= mg R/2 p vL =(gR)½ × (1)
(b) Sobre a esfera em L atuam o peso mg (vertical para baio verticalmente) e a força N do trilho é liso é normal a sua superfície e portanto no ponto L é horizontal e aponta para a esquerda. O resultante desejada é dada pela soma vetorial.
F= N= mg × (2)
Em L a componente horizontal da resultante é responsável pela aceleração horizontal centrípeta:
N= m vl² /R.
Usando (1) nessa equação , obtemos:
N= mg.
Portanto , em(2) as forças perpendiculares N e mg têm o mesmo módulo donde concluímos que F faz 45 o com a horizontal, aponta de L para K e tem módulo dado por:
/F/=/(mg)²+ (mg)² I½=2½mg
USP
Fuveste 2001) Dois espelho planos, sendo um mantido na horizontal , formam entre si um ângulo Â. Uma pessoa observa-se através do espelho inclinado, mantendo seu olhar na direção horizontal. Para que ela veja a imagem de seus olhos, e os raios retornem pela mesma trajetória que indicam incidiram, após reflexões nos dois espelhos (com apenas uma reflexão no espelho horizontal), é necessário que o ângulo  seja de:
a) 15º
b) 30º
c) 45º
d) 60º
e) 75º
Resposta - letra C
Resolução:
Para que o raio de luz retorne na horizontal, o ângulo formado entre o raio incidente (i) e o refletido ( r ) deve ser de 90º. Assim podemos montar o seguinte esquema :
Da figura e da Lei da Reflexão aplicada no espelho plano , temos: i = r =45º => A =45º
PUC - RJ
A Organização Mundial de Saúde (OMS) divulgou recentemente um relatório sobre o impacto na saúde humana da radiação emitida pelos telefones celulares. Neste relatório , a OMS destaca que sinais emitidos por estes aparelhos conseguem penetrar em até 1cm nos tecidos humanos, provocando um correspondente aquecimento na temperatura do corpo.
Considerando que o corpo humano é formado basicamente por água, estime o tempo total de conversação necessário para que um usuário de 60kg tenha um acréscimo de temperatura de 1ºC . Os sinais emitidos pelos celulares têm, em média, uma potência de 0.4W e só são gerados quando o usuário fala ao telefone . O calor específico da água vale 1 cal/g.º C. Considere que apenas 50% da energia emitida pelo celular seja responsável pelo referido aumento de temperatura (1 cal = 4,2J).
Resolução:
Para elevar em 1o C a temperatura de uma massa de 60kg de água precisamos de
Q= m cº rT =60 x 4,2 x103 x 1= 2,52 x105J.
Na formula acima , foi feita a conversão c=1cal /( g.º C) = 4,2 x 103 J/(kg ºC ).
Por outro lado, Q= 0,5 P x t, sendo t o tempo de conversação . O fator 0,5 leva em conta que só a metade da radiação emitida pelo celular atinge o tecido humano. Então
t = Q/(0,5 x P)= 2Q/P = (2 x 2,52 x 105)/ 0,4 = 12,6 x 105s = 350h
Ocorre choque elétrico quando uma corrente atravessa o corpo de um ser vivo. Considere o circuito ao lado no qual um pássaro está apoiado com a lâmpada entre suas patas (situação 1). O pássaro tem resistência Rp e a lâmpada RL . Calcule a corrente que atravessa o pássaro:
a) Se a chave S estiver aberta. O pássaro recebe um choque?
Resolução:
a) Se a chave S estiver aberta , os dois pés do pássaro estarão a um mesmo potencial e portanto não haverá corrente através dele e o pássaro não receberá um choque.
b) Se a chave S estiver fechada. O pássaro recebe um choque.
Resolução:
b) Se a chave S estiver fechada existe uma corrente e agora existe uma d.d.p. através da lâmpada e, portanto ,entre os pés do pássaro e este receberá um choque . A corrente ip que passa através do pássaro pode ser calculada do seguinte modo: a d.d.p. através do pássaro (e da lâmpada) é igual a d.d.p. V fornecida pela bateria. Podemos então escrever
V= Rp ip donde ip = V/Rp.
Na situação 2, há um segundo pássaro (idêntico ao primeiro) ,apoiado no mesmo círculo (veja a figura) .
c) Se a chave S estiver aberta. O segundo pássaro recebe um choque?
Resolução:
c) Se a chave S estiver aberta estiver aberta, outra vez os dois pés de cada pássaro estarão a um mesmo potencial ( embora este potencial seja diferente para cada pássaro ) e portanto não a corrente através de nenhum deles. Nenhum pássaro recebera um choque.
d) Se a chave S estiver fechada o segundo pássaro recebe um choque?
Resolução:
d) Se a chave S estiver fechada haverá uma corrente no circuito. Entretanto, para o segundo pássaro a d.d.p entre seus pés continua sendo nula pois o fio entre os seus pés é ideal e tem resistência nula. Logo, toda a corrente fluirá por este fio e nenhuma corrente atravessará o pássaro . Portanto , o segundo pássaro não levará um choque.
IME
Um dispositivo para ser acionado necessita exatamente de 4V . Com esta tensão o dispositivo drena da bateria 100mA. Com o objetivo de acioná-lo, montou-se o experimento ilustrado na figura onde as barras verticais possuem resistividade ρ =1Ω cm e seção reta a = 2 cm². A mola possui constante elástica k =100 N/m .
Determine
a) O valor total da resistência que as barras devem apresentar para acionar o dispositivo.
b) De que altura h uma esfera de massa m= 0,1 kg deve ser solta para que o dispositivo seja acionado.
Dado: aceleração local da gravidade : g=10 m/s²
OBS: não há perdas nos contatos elétricos.
Resolução:
g = 10m/s² ρ=1 cm A=2cm2 K=100N/m M=0,1kg Tcm=12V Tccm=4V i=100 mA i= 0,1A
|
a)12= 4+Ri ÞRi=8 R =8/0,1Þ R=80Ω |
||
b) para cada barra: R=40Ω logo a mola deve defletir x =100 – 80= 20cm |
|||
mg(h+0,2)=1/2K.(0,2)2 0,1 . 10 . (h+0,2) = 1/2 . 100 . 0,04 h+0,2= 2 Þ h = 1,80 m |
|||