SIMULADO Física

1

31 (Fuvest-SP)

Uma regra prática para orientação no hemisfério Sul, em uma noite estrelada, consiste em identifi car a constela-ção do Cruzeiro do Sul e prolongar três vezes e meia o braço maior da cruz, obtendo-se assim o chamado Polo Sul Celeste, que indica a direção Sul. Suponha que, em determinada hora da noite, a constelação seja observada na Posição I.

Nessa mesma noite, a constelação foi/será observada na Posição II, cerca de:

a) duas horas antes.

b) duas horas depois.

c) quatro horas antes.

d) quatro horas depois.

e) seis horas depois.

2 (Fuvest-SP)

Dirigindo-se a uma cidade próxima, por uma autoestrada plana, um motorista estima seu tempo de viagem, con-siderando que consiga manter uma velocidade média de 90 km/h. Ao ser surpreendido pela chuva, decide reduzir sua velocidade média para 60 km/h, permanecendo as-sim até a chuva parar, quinze minutos mais tarde, quando retoma sua velocidade média inicial.Essa redução temporária aumenta seu tempo de viagem, com relação à estimativa inicial, em:

a) 5 minutos.

b) 7,5 minutos.

c) 10 minutos.

d) 15 minutos.

e) 30 minutos.

Polo SulCeleste

Resolução

A Terra executa um giro de 360º a cada 24 horas. Assim, para descrever 60º, o tempo necessário será dado por:

360º 24 h 60º x

x = 4 h

Como a Terra gira no sentido de oeste para leste, as estrelas giram de leste para oeste; assim, a partir do alto do céu, o cru-zeiro segue em direção a oeste para alcançar a Posição II. O observador verá o cruzeiro em II quatro horas depois.

Resolução

Cálculo da distância percorrida a 60 km/h, após 15 min 14

h

:

vst

ss= ⇒ = = ⇒ ∆ =∆

∆∆

6014

15 15 min

Cálculo do tempo que o automóvel demoraria a 90 km/h:

vst t

t t h= ⇒ =∆

⇒ ∆ = = ⇒ ∆ = =∆∆

9015 15

9016

16

10 min

O aumento no tempo de viagem foi de 5 minutos.

SIMULADO Física

2

34 (UFF-RJ)

Professores do Instituto de Física da UFF estudam a dinâmica do movimento de placas geológicas que com-põem a crosta terrestre, com o objetivo de melhor com-preender a física dos terremotos. Um sistema simples que exibe os elementos determinantes desta dinâmica é composto por um bloco apoiado sobre uma mesa ho-rizontal rugosa e puxado por uma mola, como mostrado a seguir. A mola é esticada continuamente por uma for-ça F de módulo crescente, mas o bloco permanece em repouso até que o atrito não seja mais sufi ciente para impedir seu deslocamento.

3 (Unifor-CE)

A fi gura representa os vetores velocidade

v e aceleração

a de uma partícula no instante em que ela passa pelo ponto P da sua trajetória.

Sendo a m s v m s sen e| | , / , | | / , ,

= = =5 0 20 0 802 θ ccos , ,θ = 0 60

é correto afi rmar que:

a) o móvel descreve uma trajetória circular.

b) 5,0 s após passar pelo ponto P, o módulo da sua velo-cidade vale 40 m/s.

c) o raio da trajetória (circunferência tangente a

v no ponto P) vale 60 m.

d) ao passar pelo ponto P, o movimento da partícula é retardado.

e) o módulo da aceleração centrípeta da partícula no pon-to P vale 4,0 m/s2.

Enquanto não houver deslizamento, é correto afi rmar que:

a) o módulo da força que o bloco faz sobre a mola é igual ao módulo da força de atrito sobre o bloco.

b) o módulo da força de atrito sobre o bloco é maior que o módulo da força que a mola faz sobre o bloco.

c) o módulo da força de atrito depende da força normal sobre o bloco, já que a normal é a reação ao peso.

d) o módulo da força que a mola faz sobre o bloco é maior que o módulo da força que o bloco faz sobre a mola.

e) o módulo da força de atrito sobre o bloco não muda enquanto a mola é esticada.

Resolução

Podemos calcular os componentes da aceleração na direção paralela e perpendicular à velocidade:

sena

a

aa a m s

a

a

n nn n

t

, /

cos ,

θ

θ

= ⇒ = ⇒ = ⇒ =

= ⇒

0 85

4 4

0 6

2

== ⇒ = ⇒ =a

a a m stt t5

3 3 2/

Analisando as alternativas:

a) O móvel não descreve necessariamente uma trajetória circular.

b) 5,0 s após passar pelo ponto P, o módulo da sua velocidade vale:v = v0 + at = 20 + 3 � 5 = 20 + 15 = 35 ä v = 35 m/s

c) o raio da trajetória (circunferência tangente a v

no ponto P) vale:

avR R

R R mcp = ⇒ = ⇒ = = ⇒ =2 2

420 400

4100 100

d) ao passar pelo ponto P, o movimento da partícula é acelerado.e) o módulo da aceleração centrípeta da partícula no ponto P

vale 4,0 m/s2.

acp = an = 4 m/s2

Resolução

Segunda Lei de Newton (FR = 0 ⇒ F = Fat).

SIMULADO Física

3

35 (PUC-MG)

Um dos atrativos da vida na Lua em geral era, sem dúvida alguma, a baixa gravidade, produzindo uma sensação de bem-estar generalizada. Contudo, isso apresentava os seus perigos e era preciso que decorressem algumas semanas até que o emigran-te procedente da Terra conseguisse adaptar-se. Um homem que pesasse na Terra noventa quilogramas--força (90 kgf) poderia descobrir, para grande satisfa-ção sua, que na Lua seu peso seria de apenas 15 kgf. Se deslocasse em linha reta e velocidade constante, sentiria uma sensação maravilhosa, como se fl utuasse. Mas, assim que resolvesse alterar o seu curso, virar esquinas ou deter-se subitamente, então perceberia que sua massa continuava presente.

Adaptado de 2001: Uma odisseia no espaço, de Arthur C. Clark apud Beatriz Alvarenga e

Antonio Maximo Ribeiro da Luz. Curso de Física.

Considere um corpo na Lua, colocado em uma superfície plana e que, sobre ele, atue uma força horizontal confor-me ilustrado a seguir. Os coefi cientes de atrito estático e cinético entre o objeto e a superfície sobre a qual ele está apoiado valem respectivamente µe = 0,2 e µc = 0,1.

Assinale a afi rmação correta sobre o objeto.

a) Irá adquirir uma aceleração de aproximadamente 0,5 m/s2.

b) Não entrará em movimento, pois a força externa é me-nor que a força de atrito máxima.

c) Irá adquirir uma aceleração de 1,67 m/s2.

d) Irá deslocar-se em movimento retilíneo uniforme.

6 (Fuvest-SP)

No “salto com vara”, um atleta corre segurando uma vara e, com perícia e treino, consegue projetar seu corpo por cima de uma barra. Para uma estimativa da altura alcan-çada nesses saltos, é possível considerar que a vara sirva apenas para converter o movimento horizontal do atleta (corrida) em movimento vertical, sem perdas ou acrésci-mos de energia. Na análise de um desses saltos, foi obtida a sequência de imagens reproduzida nesta questão. Nesse caso, é possível estimar que a velocidade máxima atingida pelo atleta, antes do salto, foi de, aproximada-mente:Desconsidere os efeitos do trabalho muscular após o iní-cio do salto. (Dado: g = 10 m/s2)

a) 4 m/s

b) 6 m/s

c) 7 m/s

d) 8 m/s

e) 9 m/s

2 kg

Resolução

P mg mg

P mg mg

g

gg g g

T T T

L L L

T

LT L L

= ⇒ == ⇒

= = ⇒ = ⇒ =

90

15

9015

6 6116

216

216

10103

1

g

N P mg

N g

T

Lua

T

= =

= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ⇒ 003

0 2103

23

23

,

N

F N N

Como F F

at estático = = ⋅ = ⇒

>

µ

aat estático

at dinâmico

temos

F F ma

, :

, ,

− =

−134 0 1

,

, ,

,

⋅ =

− =

− === ⇒

103

2

13413

2

134 0 34 2

1 2

0 5

a

a

a

a

a a == 0 5 2, /m s

Resolução

Por conservação da energia mecânica:E E

mvmgh

v gh

antes depois=

=

= = ⋅ ⋅ = = ⇒

2

2

2 2 10 3 2 64 8, /v m s= 8

SIMULADO Física

4

37 (Fuvest-SP)

Em um terminal de cargas, uma esteira rolante é utiliza-da para transportar caixas iguais, de massa M = 80 kg, com centros igualmente espaçados de 1 m. Quando a velocidade da esteira é 1,5 m/s, a potência dos motores para mantê-la em movimento é P0. Em um trecho de seu percurso, é necessário planejar uma inclinação para que a esteira eleve a carga a uma altura de 5 m, como indicado.

Para acrescentar essa rampa e manter a velocidade da es-teira, os motores devem passar a fornecer uma potência adicional aproximada de (Use g = 10 m/s2):

a) 1 200 W

b) 2 600 W

c) 3 000 W

d) 4 000 W

e) 6 000 W

8 (Fuvest-SP)

Um caminhão, parado em um semáforo, teve sua traseira atingida por um carro. Logo após o choque, ambos fo-ram lançados juntos para frente (colisão inelástica), com uma velocidade estimada em 5 m/s (18 km/h), na mesma direção em que o carro vinha. Sabendo-se que a massa do caminhão era cerca de três vezes a massa do carro, foi possível concluir que o carro, no momento da colisão, trafegava a uma velocidade aproximada de:

a) 72 km/h

b) 60 km/h

c) 54 km/h

d) 36 km/h

e) 18 km/h

Resolução

A potência adicional necessária é igual à variação da energia mecânica das caixas por unidade de tempo. Como a velocidade permanece constante, não há variação de energia cinética. As-sim, há apenas o acréscimo de energia potencial gravitacional:

PotEt

mght

= ∆∆

=∆

Como o espaçamento entre as caixas vale 1 m e a velocidade da esteira é 1,5 m/s, ela transporta 1,5 caixa por segundo. Por-tanto, a cada segundo:1 caixa 80 kg1,5 caixa mm = 150 ä m = 150 kg

PotEt

Pot W= ∆∆

= ⋅ ⋅ = ⇒ =120 10 51

6000 6000

Resolução

Qantes = Qdepois

Mcarro � Vcarro = Mcarro � V′carro + Mcaminhão � V′caminhão

Note que V′carro = V′caminhão = 18 km/h e que Mcaminhão = 3Mcarro

Assim, temos:

Mcarro � Vcarro = Mcarro � 18 + 3Mcarro � 18

Vcarro = 54 + 18 = 72 ⇒ Vcarro = 72 km/h

SIMULADO Física

5

39 (UECE)

Uma gangorra de um parque de diversão tem três assen-tos de cada lado, igualmente espaçados um do outro, nos respectivos lados da gangorra. Cinco assentos estão ocu-pados por garotos cujas respectivas massas e posições estão indicadas na fi gura.

Assinale a alternativa que contém o valor da massa, em kg, que deve ter o sexto ocupante para que a gangorra fi que em equilíbrio horizontal.

a) 25

b) 29

c) 35

d) 50

10 (UFPR)

Um reservatório cilíndrico de 2 m de altura e base com área 2,4 m2, como mostra a fi gura a seguir, foi escolhido para guardar um produto líquido de massa específi ca igual a 1,2 g/cm3. Durante o enchimento, quando o líquido atin-giu a altura de 1,8 m em relação ao fundo do reservatório, este não suportou a pressão do líquido e se rompeu.

Com base nesses dados, assinale a alternativa correta para o módulo da força máxima suportada pelo fundo do reservatório.

a) É maior que 58 000 N.

b) É menor que 49 000 N.

c) É igual a 50 000 N.

d) Está entre 50 100 N e 52 000 N.

e) Está entre 49 100 N e 49 800 N.

Resolução

MF = 025 · 140 + 30 · 100 + 50 · 60 − 40 · 60 − M · 100 − 30 · 140 = 09 500 − 6 600 = 100 M2 900 = 100 MM = 29 ⇒ M = 29 kg

Resolução

Pressão no fundo do recipiente:

p = dgh = 1 200 · 10 · 1,8 = 21 600 ⇒ p = 21 600 N

A força no fundo do recipiente:

pFA

F pA F= ⇒ = = ⋅ = ⇒ =21600 2 4 51840 51840, N/m2