Voltar Inicial Enem Mecânica Óptica

 

 

 

 

 

 

Primeira lei de Newton

 

29-(UDESC-SC-013)

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Considere o movimento de um objeto sujeito à ação de várias forças, de modo que a resultante delas seja nula em todos os instantes.

Analise as proposições em relação à informação acima.

I. Se o objeto estiver inicialmente em movimento, ele não poderá atingir o repouso em algum instante de tempo posterior ao inicial.

II. Se o objeto estiver inicialmente em movimento, ele poderá atingir o repouso em algum instante de tempo posterior ao inicial.

III. Se o objeto estiver inicialmente em repouso, ele poderá entrar em movimento em algum instante de tempo posterior ao inicial.

Assinale a alternativa correta.

A. ( ) Somente a afirmativa III é verdadeira.                             B. ( ) Somente a afirmativa II é verdadeira.

C. ( ) Somente a afirmativa I é verdadeira.                                D. ( ) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

E. ( ) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.

 

30-(UFRN-RN-013)

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Um dos esportes olímpicos mais tradicionais é o salto  ornamental em piscina. Nele, o atleta salta do alto de um trampolim visando executar uma trajetória parabólica até atingir a água. Aliado a esse movimento, ele  tem  de executar outros movimentos, pontuados pelos juízes,  como o de encolher momentaneamente braços e pernas de modo que, além da trajetória parabólica de seu centro de massa, ele passe também a girar seu corpo em torno do  seu centro de massa. No final do salto, ele estica novamente os braços e  as pernas visando cair de cabeça na água. Essa

sequência de movimentos  está representada na figura abaixo.

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Comparando  o movimento inicial feito pelo atleta com braços e pernas estendidos ao movimento realizado com esses membros dobrados  junto ao tronco, a lei de conservação do momento angular permite afirmar que

A) há uma diminuição do momento de inércia do atleta e, portanto, uma diminuição na sua velocidade de rotação.

B) há uma diminuição do momento de inércia do atleta e, portanto, um aumento na sua velocidade de rotação.

C) há um aumento do momento de inércia do atleta e, portanto, um aumento na sua velocidade de rotação.

D) há um aumento do momento de inércia do atleta e, portanto, uma diminuição na sua velocidade de rotação.

 

31-(PUC-MG-013)

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FORÇA ESTRANHA

Com a Terra girando a quase 1700 km/h no equador, seria de se esperar que todos ficássemos enjoados, certo? Errado. Não é a velocidade que nos afeta, é a aceleração, como qualquer piloto de corridas pode confirmar. O giro “vagaroso”

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da Terra produz uma aceleração 100 vezes menor do que a experimentada num carrossel de um parque de diversões. Ainda assim, a rotação da Terra pode se fazer notar por seus habitantes, por meio do fenômeno chamado Força de Coriolis, que ganhou esse nome em homenagem ao físico e matemático Gaspard-Gustave Coriolis. Coriolis determinou que qualquer coisa que se mova em conjunto com um objeto em rotação vai perceber a realidade como se tivesse sido

retirada do seu curso natural por uma força vinda sabe-se-lá de onde. Por exemplo, uma pessoa num carrossel girando que tente jogar uma bola numa cesta fixa do outro lado do carrossel, vai achar que a bola sempre é desviada do alvo por alguma “força estranha”. Essa tal “força estranha” não existe de fato.

Qualquer um que olhe a cena de fora do carrossel vai perceber que o fenômeno é simplesmente o resultado do movimento da cesta, que se moveu em sua rotação enquanto a bola está no ar. Mas, para os que estão no carrossel, a força é bem real. Por isso, ela precisa ser levada em conta quando calculamos os percursos de objetos tão distintos como mísseis e furacões.

 Adaptado do texto Robert Matthews. Revista Conhecer – Nº 33, março de 2012.

 (PUC-MG-013)

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Considerando-se a velocidade de rotação da Terra informada no texto, uma pessoa na superfície não sente o efeito:

a) porque a velocidade relativa é praticamente zero, devido à inércia.

b) porque a força centrípeta é igual à força centrífuga.

c) porque não há força centrípeta.

d) devido à força da gravidade.


 

Segunda lei de Newton

34-(CEDERJ-RJ-013)

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Uma caixa é arrastada em trajetória retilínea sobre a superfície horizontal de uma mesa, puxada por um fio (F) paralelo à superfície. Existe atrito (http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UCEDERJ13/image015.jpg) entre a mesa e a caixa. A figura a seguir ilustra a situação.

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Quando o arrasto se dá a uma velocidade constante, o valor da tensão no fio é de 1N, não importando qual é o valor da velocidade. Quando o arrasto se dá com aceleração constante, a tensão no fio cresce linearmente com a aceleração. O gráfico abaixo mostra esse comportamento.

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a) Justifique , com base nessas informações, porque o valor da força de atrito entre a caixa e a superfície da mesa é de 1N.

b) Qual a massa da caixa?

 

35-(UEPG-PR-013)

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Analisando a ação do sistema de forças que age no corpo, conforme figura abaixo, assinale o que for correto.

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01) A resultante das forças sobre o eixo X será conhecida por Rx=F1cosα – μN – F2senβ.

02) A resultante de todo o sistema é conhecida pela soma dos vetores Rx e Ry.

04) Se a resultante do sistema for igual a zero, então o corpo está em repouso absoluto.

08) A resultante das forças sobre o eixo Y será conhecida por Ry=F1cosα + F2cosβ - P.

16) A força de atrito mostrada na figura está fora do eixo X e não pode ser computada como força atuante no sistema.

 


Terceira lei de Newton

20-(UEG-GO-013)

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No reino animal, existem seres que têm a capacidade de realizar diferentes tipos de vôos. O vôo pode ser dividido em

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três grupos: o pára-quedismo, o planeio e o vôo propulsionado. Com relação aos tipos de vôo, considera-se o seguinte:

a) no animal planador, a facilidade do vôo depende da forma e da dimensão das asas, sendo o movimento no ar ascendente e sem realização de trabalho.

b) no pára-quedismo, a força de resistência do ar no animal equilibra-se com o seu peso, fazendo-o cair com velocidade constante.

c) nos vôos propulsionados, os animais exercem a movimentação de seus músculos para impulsionarem o deslocamento vertical.

d) o pára-quedismo e o planeio baseiam-se em princípios físicos iguais, pois as forças de resistência e peso são um par de ação e reação.


 

Exercícios sobre conceitos das três leis de Newton

 

57-(UENP-PR-013)

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Um automóvel de massa 1200kg se desloca sobre uma rodovia com velocidade de 108 km/h, quando avista uma

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fiscalização policial e aciona os freios até parar. Sabendo-se que a distância percorrida nesse intervalo de tempo em que os freios foram acionados é de 200m, calcule o módulo da aceleração e o módulo do trabalho realizado pelos freios do veículo.

a) 1,00 m/s2; 5,9.105J          b) 2,25 m/s2; 5,4.105J             c) 2,50 m/s2; 2,8.105J               d) 2,25 m/s2; 3,7.105J

e) 1,00 m/s2; zero

 

58-(UCS-RS-013)

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Na luta de sumô, em que dois lutadores se enfrentam dentro de uma área circular, para vencer é necessário, utilizando o

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corpo e os braços, empurrar o oponente para fora do círculo. Suponha que dois oponentes, de 200 kg cada, colidam

exatamente no centro do círculo e que um dos lutadores consiga aplicar uma força de 1.000 N permanentemente sobre o outro, o qual, por sua vez, aplica uma força de 950 N permanentemente sobre o primeiro. Ambas as forças têm direção paralela ao chão e sentidos opostos. Se o círculo possui 2,0 m de raio, quanto tempo aproximadamente levará para a luta acabar? Para fins de simplificação, ignore o volume do corpo dos lutadores, e considere que, no momento exato da colisão, eles ficam em breve repouso.

a) 0,5 s               b) 1,0 s                     c) 2,0 s                          d) 3,0 s                             e) 4,0 s


 

Tipos de força

39-(FATEC-SP-013)

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Um carro em um veículo do tipo “cegonha” (que transporta vários carros) tem cada uma de suas rodas travada por uma cinta, cujos extremos estão presos sobre a plataforma em que se apóia o carro. A cinta abraça parcialmente o pneu, e a regulagem de sua tensão garante a segurança para o transporte, já que aumenta a intensidade da força de contato entre cada pneu e a plataforma.

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Se o ângulo formado entre a plataforma e a cinta, de ambos os lados do pneu, é de 60o, admitindo que cada extremo da cinta se encontre sob uma tração de intensidade T, o acréscimo da força de contato de intensidade F entre cada pneu e a plataforma, devido ao uso desse dispositivo, é dado por

(A) F=T/2                    (B) F=(√3/2)T                      (C) F=T                    (D) F=√3.T                  (E) F=4(√3/3).T

 

40-(ENEM-MEC-012)

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O mecanismo que permite articular uma porta (de um móvel ou de acesso) é a dobradiça. Normalmente, são necessárias

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duas ou mais dobradiças para que a porta seja fixada no móvel ou no portal, permanecendo em equilíbrio e podendo ser articulada com facilidade.

No plano, o diagrama vetorial das forças que as dobradiças exercem na porta está representado em

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Peso e massa

33-(PUC-RJ-013)

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Um objeto de 3,10 kg é liberado por um astronauta, a partir do repouso, e cai em direção à superfície do planeta

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Marte.  Calcule a força peso em Newtons atuando sobre o objeto, expressando o resultado com o número de algarismos

significativos apropriado.

Considere a aceleração da gravidade gMarte= 3,69 m/s2

(A) 31,0                  (B) 11,439                       (C) 11,44                     (D) 11,4                        (E) 6,79

 

34-(UNIMONTES-MG-013)

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Um conjunto de molas sustenta o peso de um carro. Com 2 pessoas de 60kg em seu interior, o carro abaixa 2cm. Com 4

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pessoas de 70kg, o carro vai abaixar, aproximadamente: g=10m/s2.

A) 3,0cm.                     B) 3,5cm.                           C) 4,0cm.                          D) 4,7cm.


 

Leis de Newton do MUV

48-(UEL-PR-013)

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Considere a figura a seguir.

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Despreze qualquer tipo de atrito.

a) O móvel de massa M = 1200 kg é uniformemente acelerado (com aceleração a) a partir do repouso em t = 0 segundos, atingindo B, em t = 10 segundos, com a velocidade de 108 km/h.

Calcule a força resultante que atua no móvel de A até B.

b) No ponto B, a aceleração a do móvel deixa de existir.

Calcule a distância BC percorrida pelo móvel, sabendo-se que ele alcança C no instante t = 15 segundos.

Considerando g = 10 m/s2, determine a energia mecânica total do móvel em C.

Apresente os cálculos realizados na resolução deste item


 

Plano inclinado sem atrito

 

25-(FMABC-SP-013)

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Considere um escorregador radical constituído de uma mega rampa de 31,25m de altura e que forma com o plano

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horizontal 30o. Para escorregar, a partir do repouso, as pessoas devem vestir roupas especialmente desenvolvidas com materiais revolucionários que reduzem o atrito com a plataforma da rampa e com o ar a valores desprezíveis. Qual o intervalo de tempo gasto para as pessoas escorregarem do topo até a base da rampa?

Adote para o módulo da aceleração da gravidade o valor de 10m/s2.

(A)  5,0s                 (B)  4,0s                        (C)  3,5s                           (D)  3,0s                             (E)  2,5s

 

26-(UERJ-RJ-013)

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Uma pequena caixa é lançada em direção ao solo, sobre um plano inclinado, com velocidade igual a 3,0 m/s. A altura do ponto de lançamento da caixa, em relação ao solo, é igual a 0,8 m (adote g=10m/s2)

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Considerando que a caixa desliza sem atrito, estime a sua velocidade ao atingir o solo.

 

27-(PUC-GO-013)

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Nos versos “A hirta cena de uma difícil fórmula/ ganhadora na velocidade da grafia/ Sem estuprar o tempo/ invento mandingas com a caneta/ de fazer inveja a qualquer Ferrari/ faço curvas com as letras/ manobro perigosas idéias sem capacete”, aparecem as palavras velocidade e tempo. Acrescentando a estas os conceitos de aceleração e de peso de um corpo, analise as afirmativas abaixo:

I- Quando uma bola em repouso está pendurada por uma corda vertical, a tensão na corda é mg. Se a bola é colocada a se mover formando um círculo na horizontal de tal forma que a corda descreve um cone, a tensão na corda é superior a mg.

II- Se um bloco desce um plano inclinado, sem atrito, nele a força normal (a força perpendicular ao plano) é inferior a mg.

III- Duas pedras, uma de massa maior que a outra, em queda livre (resistência do ar nula), têm a mesma aceleração. A razão pela qual a pedra de maior massa não apresenta uma maior aceleração é a de que a proporção da força pela massa é a mesma.

De acordo com os itens analisados, marque a alternativa que contenha apenas proposição(ões) correta(s):

A ( ) I                            B ( ) I e II                           C ( ) I, II e III                        D ( ) III 

 


Lei de Hooke

 

28-(UNIMONTES-MG-013)

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Um conjunto de molas sustenta o peso de um carro. Com 2 pessoas de 60kg em seu interior, o carro abaixa 2cm. Com 4

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pessoas de 70kg, o carro vai abaixar, aproximadamente: g=10m/s2.

A) 3,0cm.                     B) 3,5cm.                           C) 4,0cm.                          D) 4,7cm.

 

29-(MACKENZIE-SP-013)

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Em uma experiência de laboratório, um estudante utilizou os dados do gráfico da figura 1, que se referiam à intensidade da força aplicada a uma mola helicoidal, em função de sua deformação (F=kx). Com esses dados e uma montagem

semelhante à da figura 2, determinou a massa (m) do corpo suspenso.

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/MACKENZIE13/image017.jpg

Considerando que as massas da mola e dos fios (inextensíveis) são desprezíveis, que  g=10m/s2 e que, na posição de equilíbrio, a mola está deformada de 6,4 cm, a massa (m) do corpo suspenso é

a) 12 kg                  b) 8,0 kg                    c) 4,0 kg                        d) 3,2 kg                         e) 2,0 kg

 


Movimento Harmônico Simples (MHS)

Dinâmica do MHS – Sistema massa-mola

20-(UNICENTRO-PR-013)

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Uma mola se encontra sobre um plano horizontal sem atrito. Um alongamento de 10 cm é obtido com uma força de 10 N.

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UUNICENTRO13/image017.jpg

Adicionamos uma massa de 0,25 kg à mola e produziu-se um alongamento de 20 cm. Abandonamos o sistema. Nestas condições, assinale a alternativa correta.

(A) A constante da força da mola será 1,0.103 N/m.

(B) O período será de 31s.

(C) A velocidade máxima será de 4,0 m/s.

(D) A aceleração máxima será de 8,0 m/s2.

(E) A energia mecânica total do sistema será 20,0 J.

 

21-(ESCOLA NAVAL-012-013)

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Um bloco de massa m=1,00kg executa, preso a uma mola de constante k=100N/m, um MHS de amplitude A cm ao longo do plano inclinado mostrado na figura. Não há atrito em qualquer parte do sistema. Na posição de altura máxima,

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 a mola está comprimida e exerce sobre o bloco uma força elástica de módulo igual a 3,00N. A velocidade do bloco, em m/s, ao passar pela posição de equilíbrio é

a) 1,10                          b) 0,800                         c) 0,500                            d) 0,300                     e) 0,200

 


Função horária da elongação

 

15-(AFA-013)

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UAFA13/image032.jpg

Num local onde a aceleração da gravidade é constante, um corpo de massa m, com dimensões desprezíveis, é posto a

oscilar, unido a uma mola ideal de constante elástica k, em um plano fixo e inclinado de um ângulo  θ, como mostra a

figura abaixo.

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UAFA13/image033.jpg

Nessas condições, o sistema massa-mola executa um movimento harmônico simples de período T.

Colocando-se o mesmo sistema massa-mola para oscilar na vertical, também em movimento harmônico simples, o  seu

novo período passa a ser T’.

Nessas condições, a razão T’/T é

a) 1/senθ                          b) senθ                                   c) 1/2                                  d) 1

 

16-(ESPCEX-013)

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Uma mola ideal está suspensa verticalmente, presa a um ponto fixo no teto de uma sala, por uma de suas

extremidades. Um corpo de massa 80 g é preso à extremidade livre da mola e verifica-se que a mola desloca-se para uma nova posição de equilíbrio. O corpo é puxado verticalmente para baixo e abandonado de modo que o sistema

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UEsPcex013/image013.jpg

 massa-mola passa a executar um movimento harmônico simples. Desprezando s forças dissipativas, sabendo que a constante elástica da mola vale 0,5 N/m e considerando  π = 3,14, o período do

movimento executado pelo corpo é de

a)  1,256 s                   b)  2,512 s                     c)  6,369 s                         d)  7,850 s                       e)  15,700 s

 


 

Força de resistência no ar

 

36-(UNICAMP-SP-013)

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Em agosto de 2012, a NASA anunciou o pouso da sonda Curiosity na superfície de Marte. A sonda, de massa m=1000

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kg , entrou na atmosfera marciana a uma velocidade  vo=6000 m/s .

a) A sonda atingiu o repouso, na superfície de Marte, 7 minutos após a sua entrada na atmosfera. Calcule o módulo da força resultante média de desaceleração da sonda durante sua descida.

b) Considere que, após a entrada na atmosfera a uma altitude  ho=125 km, a força de atrito reduziu a velocidade da sonda para v= 4000 m/s quando a altitude atingiu h=100 km. A partir da variação da energia mecânica, calcule o trabalho realizado pela força de atrito neste trecho. Considere a aceleração da gravidade de Marte, neste trecho, constante e igual a gMarte=4 m/s2.

 

37-(UNICAMP-SP-013)

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 As nuvens são formadas por gotículas de água que são facilmente arrastadas pelo vento. Em determinadas situações,

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várias gotículas se juntam para formar uma gota maior, que cai, produzindo a chuva. De forma simplificada, a queda da gota ocorre quando a força gravitacional que age sobre ela fica maior que a força do vento ascendente. A densidade da água é ρágua=1,0.103kg/m3.

a) O módulo da força, que é vertical e para cima, que certo vento aplica sobre uma gota esférica de raio r pode ser aproximado por Fvento=b.r, com b=1,6.10-3N/m. Calcule o raio mínimo da gota para que ela comece a cair.

b) O volume de chuva e a velocidade com que as gotas atingem o solo são fatores importantes na erosão.

O volume é usualmente expresso pelo índice pluviométrico, que corresponde à altura do nível da água da chuva acumulada em um recipiente aberto e disposto horizontalmente. Calcule o impulso transferido pelas gotas da chuva para cada metro quadrado de solo horizontal, se a velocidade média das gotas ao chegar ao solo é de 2,5 m/s e o índice pluviométrico é igual a 20 mm. Considere a colisão como perfeitamente inelástica.


 

Força de atrito

 

66-(UCS-RS-013)

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Numa festa junina, uma das brincadeiras mais tradicionais é a escalada de um poste de madeira, vertical e besuntado

de graxa, conhecido como pau de sebo. Numa dessas ocasiões, o único candidato que conseguiu escalar o pau de sebo

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possuía 60 kg. Em certo momento da escalada, ele parou para descansar. Porém, a fim de não escorregar de volta ao chão, ele precisou aplicar no poste um abraço, com os braços e pernas, utilizando uma força total, perpendicular ao poste, de 800N, de forma ininterrupta, pois percebeu que, se aplicasse uma força um pouco menor, escorregaria. Qual foi o coeficiente de atrito estático entre o candidato e a superfície do pau de sebo? Ignore detalhes do contato entre o candidato e o pau de sebo e considere a aceleração da gravidade como 10 m/s2.

a) 0,048                       b) 0,48                             c) 0,75                              d) 1,04                                e) 1,33

 

67-(PUC-RJ-013)

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Sobre uma superfície sem atrito, há um bloco de massa m1= 4,0 kg sobre o qual está apoiado um bloco menor de massa m2= 1,0 kg. Uma corda puxa o bloco menor com uma força horizontal F de módulo 10 N, como mostrado na figura abaixo, e observa-se que nesta situação os dois blocos movem-se juntos.

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A força de atrito existente entre as superfícies dos blocos vale em Newtons:

(A) 10                  (B) 2,0                      (C) 40                            (D) 13                            (E) 8,0

 

68-(UNESP-SP-2013)

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Um garçom deve levar um copo com água apoiado em uma bandeja plana e mantida na horizontal, sem deixar que o copo escorregue em relação à bandeja e sem que a água transborde do copo. O copo, com massa total de 0,4 kg, parte do repouso e descreve um movimento retilíneo e acelerado em relação ao solo, em um plano horizontal e com aceleração constante.

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UNESP13a/image005.jpg

Em um intervalo de tempo de 0,8 s, o garçom move o copo por uma distância de 1,6 m. Desprezando a resistência do ar, o módulo da força de atrito devido à interação com a bandeja, em  newtons, que atua sobre o copo nesse intervalo de tempo é igual a

(A) 2.                       (B) 3.                            (C) 5.                           (D) 1.                            (E) 4

 

69-(MACKENZIE-SP-013)

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/MACKENZIE13/image009.jpg

Um aluno observa em certo instante um bloco com velocidade de 5 m/s sobre uma superfície plana e horizontal. Esse

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bloco desliza sobre essa superfície e pára após percorrer 5 m. Sendo g=10m/s2, o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é

a)  0,75                      b)  0,60                            c)  0,45                      d)  0,37                         e) 0,25

 

70-(ENEM-MEC-012)  

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UENEM/image002.jpg

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

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UENEM/image003.jpg

 


Plano inclinado com atrito

 

32-(PUC-PR-013)

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/PUCPR13/image014.jpg

Um bloco de 10 kg encontra-se em repouso sobre um plano inclinado, conforme figura a seguir. Sabe-se que os coeficientes de atrito estático e dinâmico entre o corpo e a superfície são, respectivamente, 0,75 e 0,70. Para esse plano também considere senθ = 0,6 e cos θ = 0,8.

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/PUCPR13/image015.jpg

A partir do exposto, pode-se marcar como CORRETA qual das alternativas a seguir? (Adote g = 10 m/s2)

A) O corpo desce acelerado. O módulo da aceleração é de 6 m/s2.

B) Faltam dados para calcular a situação em que o corpo se encontra.

C) O corpo desce em movimento uniforme. As forças que atuam no corpo se anulam.

D) A força de atrito torna-se superior à intensidade do componente tangencial ao plano da forçaPeso. Sendo assim, mesmo que muito lentamente, o corpo irá subir o plano.

E) O corpo permanece em repouso. A situação será de iminência de movimento.

 

 33-(MACKENZIE-SP-013)

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Certo menino encontra-se sentado sobre uma prancha plana e desce por uma rampa inclinada, conforme ilustração.

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/MACKENZIE13/image015.jpg

O coeficiente de atrito cinético entre a prancha e a rampa é  μc=0,25, cosθ=0,8, senθ=0,6 e g=10m/s2. Sabe-se que o conjunto, menino e prancha, possui massa de 50 kg e que ao passar pelo ponto A, sua velocidade era 1,0 m/s. A variação de quantidade de movimento sofrida por esse conjunto entre os pontos A e B foi

a) 100 N.s                  b) 200 N.s                       c) 300 N.s                       d) 400 N.s                         e) 500 N.s

 


Forças no movimento circular

 

49-(UNESP-SP-013)

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A figura representa, de forma simplificada, o autódromo de Tarumã, localizado na cidade de Viamão, na Grande Porto

Alegre. Em um evento comemorativo, três veículos de diferentes categorias do automobilismo, um kart (K), um fórmula

1 (F) e um stock-car (S), passam por diferentes curvas do circuito, com velocidades escalares iguais e constantes.

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As tabelas 1 e 2 indicam, respectivamente e de forma comparativa, as massas de cada veículo e os raios de curvatura das curvas representadas na figura, nas posições onde se encontram os veículos.

Sendo FK, FF e FS os módulos das forças resultantes centrípetas que atuam em cada um dos veículos nas posições em que eles se encontram na figura, é correto afirmar que

(A) FS < FK < FF.         (B) FK < FS < FF.        (C) FK < FF < FS.       (D) FF < FS < FK.       (E) FS < FF  < FK

 

50-(FUVEST-SP-013)

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O pêndulo de um relógio é constituído por uma haste rígida com um disco de metal preso em uma de suas extremidades. O disco oscila entre as posições A e C, enquanto a outra extremidade da haste permanece imóvel no ponto P. A figura abaixo ilustra o sistema.

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A força resultante que atua no disco quando ele passa por B, com a haste na direção vertical, é

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a) nula.                              b) vertical, com sentido para cima.                      c) vertical, com sentido para baixo.

d) horizontal, com sentido para a direita.                     e) horizontal, com sentido para a esquerda.

 


Trabalho

 

  48-(UCS-RS-013)

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Uma moça comprou um par de brincos, de 50 gramas cada um, e os usou durante o período em que esteve num

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aniversário. Considerando que o evento aconteceu em lugar plano e que, portanto, os deslocamentos da moça ocorreram sempre em direções paralelas ao chão, qual foi o trabalho realizado pela força peso dos brincos, durante o tempo em que a moça esteve no aniversário?

a) 0,05 J                       b) 0,025 J                          c) 1,00 J                          d) 0,1 J                         e) zero

 

49-(UEL-PR-013)

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Suponha que o conjunto formado pelo satélite e pelo foguete lançador possua massa de 1,0.103 toneladas e seja impulsionado por uma força propulsora de aproximadamente 5,0.107N, sendo o sentido de lançamento desse foguete perpendicular ao solo.

Desconsiderando a resistência do ar e a perda de massa devido à queima de combustível, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o trabalho realizado, em joules, pela força resultante aplicada ao conjunto nos primeiros 2,0 km de sua decolagem. Considere a aceleração da gravidade g = 10, 0 m/s2 em todo o percurso descrito.

a) 4,0.107 J               b) 8,0.107 J                c) 4,0.1010 J                 -- d)  8,0.1010 J                   e) 10,0.1010J


 

Potência

 

 

51-(UniFOA-RJ-013)

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Um ciclista que fará uma prova de "bike indoor" nas olimpíadas do Rio de Janeiro, em 2016, está sujeito a um rigoroso

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treino de preparação. Seu treinador importou dos Estados Unidos uma bicicleta eletrônica estática que faz uma análise completa do atleta em preparação. Considerando que o ciclista tenha uma massa de 70kg e parta do repouso, qual a potência necessária que desenvolverá para atingir a velocidade de 72km/h em 2 minutos?

a) 117W                b) 10.080W                      c) 181.440W                          d) 1.512W                       e) 14.000W

 

52-(UFSC-SC-013)

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Em Santa Catarina, existe uma das maiores torres de queda livre do mundo, com 100 m de altura. A viagem começa com uma subida de 40 s com velocidade considerada constante, em uma das quatro gôndolas de 500 kg, impulsionadas por motores de 90 kW. Após alguns instantes de suspense, os passageiros caem em queda livre, alcançando a velocidade máxima de 122,4 km/h, quando os freios magnéticos são acionados. Em um tempo de 8,4 s depois de iniciar a descida, os passageiros estão de volta na base da torre em total segurança. Considere a gôndola carregada com uma carga de 240 kg.

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Disponível em: <http://www.cbmr.com.br/index.php/parques/20-pqatracoes/275-bigtower>. Acesso em: 5 set. 2012.

Com base nas informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. A potência média desenvolvida pela força aplicada pelo motor durante a subida de uma gôndola carregada é de

18500 W.

02.O módulo da força média sobre a gôndola carregada durante a frenagem na descida é de 5032 N.

04. O tempo total de queda livre é de aproximadamente 4,47 s.

08. A distância percorrida pela gôndola carregada durante a queda livre é de 57,8 m.

16. A aceleração da gôndola carregada durante todo o percurso é igual a g.

 


Energia

26-(UFRN-RN-013)

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O Sol irradia energia para o espaço sideral. Essa energia tem origem na sua autocontração gravitacional. Nesse

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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

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27-(UNICAMP-SP-013)

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Alguns tênis esportivos modernos possuem um sensor na sola que permite o monitoramento do desempenho do usuário

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 durante as corridas. O monitoramento pode ser feito através de relógios ou telefones celulares que recebem as informações do sensor durante os exercícios. Considere um atleta de massa m=70 kg que usa um tênis com sensor durante uma série de três corridas.

a) O gráfico 1) abaixo mostra a distância percorrida pelo atleta e a duração em horas das três corridas realizadas em velocidades constantes distintas. Considere que, para essa série de corridas, o consumo de energia do corredor pode ser aproximado por E=CMET.m.t, onde m é a massa do corredor, t é a duração da corrida e CMET é uma constante que depende da velocidade do corredor e é expressa em unidade de (kJ/kg.h).

Usando o gráfico 2) abaixo, que expressa CMET em função da velocidade do corredor, calcule a quantidade de energia que o atleta gastou na terceira corrida.

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b) O sensor detecta o contato da sola do tênis com o solo pela variação da pressão. Estime a área de contato entre o tênis e o solo e calcule a pressão aplicada no solo quando o atleta está em repouso e apoiado sobre um único pé.

 


 

Tipos de energia – Trabalho

39-(ENEM-MEC-012)

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Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos à corda, em que uma mola em seu

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UENEM/image009.jpg

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 hidrelétrica.
e) uma atiradeira (estilingue)

 


Energia mecânica

72-(PUC-RS-013)

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Num salto em altura com vara, um atleta atinge a velocidade de 11m/s imediatamente antes de fincar a vara no chão

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para subir. Considerando que o atleta consiga converter 80% da sua energia cinética em energia potencial gravitacional e que a aceleração da gravidade no local seja 10m/s2, a altura máxima que o seu centro de massa pode atingir é, em metros, aproximadamente,

A) 6,2                    B) 6,0                       C) 5,6                      D) 5,2                                 E) 4,8

 

73-(PUC-RJ-013)

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Na figura abaixo, o bloco 1, de massa m1=1,0 kg, havendo partido do repouso, alcançou uma velocidade de 10 m/s após

descer uma distância d no plano inclinado de 30o. Ele então colide com o bloco 2, inicialmente em repouso, de massa

m2= 3,0 kg. O bloco 2 adquire uma velocidade de 4,0 m/s após a colisão e segue a trajetória semicircular mostrada, cujo raio é de 0,6 m. Em todo o percurso, não há atrito entre a superfície e os blocos. Considere g = 10 m/s2.

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a) Ao longo da trajetória no plano inclinado, faça o diagrama de corpo livre do bloco 1 e encontre o módulo da força normal sobre ele.

b) Determine a distância d percorrida pelo bloco 1 ao longo da rampa.

c) Determine a velocidade do bloco 1 após colidir com o bloco 2.

d) Ache o módulo da força normal sobre o bloco 2 no ponto mais alto da trajetória semicircular. 

 

74-(PUC-SP-013)     

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Um canhão é fixado sobre uma plataforma retangular  de madeira, constituindo um conjunto que se encontra inicial –

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/PUCSP13/image012.jpg

mente em repouso apoiado sobre um terreno plano e horizontal. Num dia de demonstração para os recrutas é disparado um projétil de massa m com velocidade horizontal  v. Após o disparo constata-se que o conjunto (canhão + plataforma de madeira) sofre um recuo horizontal  d em relação à sua posição inicial. Considerando que o conjunto tem uma massa M (M>>m) e adotando para o módulo da aceleração da gravidade o valor  g, podemos afirmar que o coeficiente de atrito cinético (μ) entre a superfície inferior da plataforma de madeira e o solo pode ser obtido através da expressão:

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/PUCSP13/image013.jpg

 

75-(UNESP-SP-013)

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Um brinquedo é constituído por dois carrinhos idênticos, A e B, de massas iguais a 3 kg e por uma mola de massa desprezível, comprimida entre eles e presa apenas ao carrinho A. Um pequeno dispositivo, também de massa desprezível, controla um gatilho que, quando acionado, permite que a mola se distenda.

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Antes de o gatilho ser acionado, os carrinhos e a mola moviam-se juntos, sobre uma superfície plana horizontal sem atrito, com energia mecânica de 3,75 J e velocidade de 1 m/s, em relação à superfície. Após o disparo do gatilho, e no instante em que a mola está totalmente distendida, o carrinho B perde contato com ela e sua velocidade passa a ser de 1,5 m/s, também em relação a essa mesma superfície.

Nas condições descritas, calcule a energia potencial elástica inicialmente armazenada na mola antes de o gatilho ser disparado e a velocidade do carrinho A, em relação à superfície, assim que B perde contato com a mola, depois de o gatilho ser disparado

 

76-(FUVEST-SP-013)

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Uma das hipóteses para explicar a extinção dos dinossauros, ocorrida há cerca de 60 milhões de anos, foi a colisão de

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/Ufuvest13/image045.jpg

um grande meteoro com a Terra. Estimativas indicam que o meteoro tinha massa igual a 1016 kg e velocidade de 30 km/s, imediatamente antes da colisão. Supondo que esse meteoro estivesse se aproximando da Terra, numa direção radial em relação à órbita desse planeta em torno do Sol, para uma colisão frontal, determine

a) a quantidade de movimento Pi do meteoro imediatamente antes da colisão;

b) a energia cinética Ec do meteoro imediatamente antes da colisão;

c) a componente radial da velocidade da Terra, Vr, pouco depois da colisão;

d) a energia Ed, em megatons, dissipada na colisão.

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Impulso e quantidade de movimento

 

39-(PUC-SP-013)     

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Um canhão é fixado sobre uma plataforma retangular  de madeira, constituindo um conjunto que se encontra inicial –

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/PUCSP13/image012.jpg

mente em repouso apoiado sobre um terreno plano e horizontal. Num dia de demonstração para os recrutas é disparado um projétil de massa m com velocidade horizontal  v. Após o disparo constata-se que o conjunto (canhão + plataforma de madeira) sofre um recuo horizontal  d em relação à sua posição inicial. Considerando que o conjunto tem uma massa M (M>>m) e adotando para o módulo da aceleração da gravidade o valor  g, podemos afirmar que o coeficiente de atrito cinético (μ) entre a superfície inferior da plataforma de madeira e o solo pode ser obtido através da expressão:

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/PUCSP13/image013.jpg

 

40-(MACKENZIE-SP-013)

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/MACKENZIE13/image021.jpg

Em uma competição de tênis, a raquete do jogador é atingida por uma bola de massa 60 g, com velocidade horizontal

de 40 m/s. A bola é rebatida na mesma direção e sentido contrário com velocidade de 30 m/s. Se o tempo de contato

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/MACKENZIE13/image022.jpg

da bola com a raquete é de 0,01 s, a intensidade da força aplicada pela raquete à bola é

a) 60 N                  b) 120 N                         c) 240 N                          d) 420 N                           e) 640 N

 

41-(UNICAMP-SP-013)

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Muitos carros possuem um sistema de segurança para os passageiros chamado airbag. Este sistema consiste em uma

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bolsa de plástico que é rapidamente inflada quando o carro sofre desaceleração brusca, interpondo-se entre o

passageiro e o painel do veículo. Em uma colisão, a função do airbag é

a) aumentar o intervalo de  tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo

passageiro.

b) aumentar a variação de momento linear do passageiro durante a colisão, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.

c) diminuir o intervalo de  tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo

passageiro.

d) diminuir o impulso recebido pelo passageiro devido ao choque, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro

 

42-(FUVEST-SP-013)

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Um fóton, com quantidade de movimento na direção e sentido do eixo x, colide com um elétron em repouso.

Depois da colisão, o elétron passa a se mover com quantidade de movimento pe, no plano xy, como ilustra a figura abaixo.

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Dos vetores  pf abaixo, o único que poderia representar a direção e sentido da quantidade de movimento do fóton, após

a colisão, é

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http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/Ufuvest13/image028.jpg

 

43-(UNESP-SP-013)

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UNESP13/image025.jpg

Um brinquedo é constituído por dois carrinhos idênticos, A e B, de massas iguais a 3 kg e por uma mola de massa desprezível, comprimida entre eles e presa apenas ao carrinho A. Um pequeno dispositivo, também de massa desprezível, controla um gatilho que, quando acionado, permite que a mola se distenda.

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UNESP13/image026.jpg

Antes de o gatilho ser acionado, os carrinhos e a mola moviam-se juntos, sobre uma superfície plana horizontal sem atrito, com energia mecânica de 3,75 J e velocidade de 1 m/s, em relação à superfície. Após o disparo do gatilho, e no instante em que a mola está totalmente distendida, o carrinho B perde contato com ela e sua velocidade passa a ser de 1,5 m/s, também em relação a essa mesma superfície.

Nas condições descritas, calcule a energia potencial elástica inicialmente armazenada na mola antes de o gatilho ser disparado e a velocidade do carrinho A, em relação à superfície, assim que B perde contato com a mola, depois de o gatilho ser disparado


 

Colisões mecânicas

49-(FUVEST-SP-013)

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/Ufuvest13/image002.jpg

Compare as colisões de uma bola de vôlei e de uma bola de golfe com o tórax de uma pessoa, parada e em pé. A bola

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de vôlei, com massa de 270 g, tem velocidade de 30 m/s quando atinge a pessoa, e a de golfe, com 45 g, tem velocidade de 60 m/s ao atingir a mesma pessoa, nas mesmas condições. Considere ambas as colisões totalmente inelásticas. É correto apenas o que se afirma em:

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/Ufuvest13/image004.jpg

a) Antes das colisões, a quantidade de movimento da bola de golfe é maior que a da bola de vôlei.

b) Antes das colisões, a energia cinética da bola de golfe é maior que a da bola de vôlei. 

c) Após as colisões, a velocidade da bola de golfe é maior que a da bola de vôlei.

d) Durante as colisões, a força média exercida pela bola de golfe sobre o tórax da pessoa é maior que a exercida pela bola de vôlei.

e) Durante as colisões, a pressão média exercida pela bola de golfe sobre o tórax da pessoa é maior que a exercida pela bola de vôlei.

 

50-(UNESP-SP-013)

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Em um jogo de sinuca, a bola A é lançada com velocidade http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UNESP13a/image011.jpg de módulo constante e igual a 2 m/s em uma direção paralela às tabelas (laterais) maiores da mesa, conforme representado na figura 1. Ela choca-se de forma perfeitamente elástica com a bola B, inicialmente em repouso, e, após a colisão, elas se movem em direções distintas, conforme a figura

http://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UNESP13a/image012.jpg2. Sabe-se que as duas bolas são de mesmo material e idênticas em massa e volume. A bola A tem, imediatamente depois da colisão, velocidadehttp://www.fisicaevestibular.com.br/Universidades2013/Imagens/UNESP13a/image013.jpg de módulo igual a 1 m/s. Desprezando os atritos e sendo EB’ a energia cinética da bola B imediatamente depois da colisão e EA a energia cinética da bola A antes da colisão, a razão

E'B/EA  é igual a

(A) 1/2                            (B) 4/5                              (C) 3/4                               (D) 1/5                             (E) 2/3

 

51-(PUC-MG-013)

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Uma bola de borracha é solta de uma altura de 5 m e cai livremente, chocando-se diversas vezes com um piso rígido.

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Observa-se que, após cada colisão, a bola sobe e atinge uma altura que corresponde a 80% da altura anterior. Após a terceira colisão, com o piso rígido, a bola atinge uma altura aproximadamente, em metros, de:

a) 4,0                            b) 3,2                             c) 2,5                                 d) 1,0

 

52-(PUC-MG-013)

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Considerando-se, por exemplo, a primeira colisão da questão de número 51, é CORRETO afirmar:

a) A velocidade com que a bola atinge o solo é igual à velocidade com que ela abandona o solo.

b) A velocidade com que a bola se solta do solo é 80% da velocidade com que ela atinge o solo.

c) A velocidade com que a bola se solta do solo é menor que 80% da velocidade com que ela atinge o solo, já que a energia cinética depende da velocidade ao quadrado.

d) A velocidade com que a bola se solta do solo é maior que 80% da velocidade com que ela atinge o solo, já que a energia cinética depende da velocidade ao quadrado.

 

53-(UNIMONTES-MG-013)

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Duas bolas de gude, com massas m1 e m2, sendo m1 = 3 m2, movimentam-se ao longo de uma mesma reta, mas em

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sentidos contrários. Num determinado instante, elas colidem. A colisão dura um intervalo de tempo muito curto. Durante esse intervalo, a bola 1 fica sujeita a uma aceleração de módulo igual a 3m/s2. Nesse  mesmo intervalo de tempo, o módulo da aceleração a que fica sujeita a bola 2 é igual a (considere g=10m/s2)

A) 3m/s2                      B) 9m/s2                             C) 18m/s2                               D) 27m/s

 

 

Resoluções