Física - Exercícios(Ensino Médio)

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Exercícios dividos em capítulos: Cinemática Dinâmica Estática Hidrostática Termologia Óptica Ondas Eletrostática Eletrodinâmica Eletromagnetismo Física Moderna

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exercÍcios unidade 1 cinemática 1 u e londrina-pr o velocímetro indica a velocidade instantânea de um veículo num certo instante a indicação do aparelho está representada a seguir a melhor leitura da velocidade em km/h é a b c d e 80 84 87 90 92 4 olimpíada paulista de física a luz viaja pelo espaço vazio à velocidade de 300 000 km/s sabendo-se que o planeta marte está a 228 milhões de quilômetros do sol em média quanto tempo aproximadamente leva para a luz emitida pelo sol atingir a superfície desse planeta a 1,3 segundo b 13 segundos c 13 anos d 13 horas e 13 minutos exercícios 2 puc-rs a afirmação todo movimento é relativo significa que a b c d e todos os cálculos de velocidade são imprecisos não existe movimento com velocidade constante a velocidade depende sempre de uma força a velocidade depende sempre de uma aceleração a descrição de qualquer movimento requer um referencial 5 vunesp-sp ao passar pelo marco km 200 de uma rodovia um motorista vê um anúncio com a inscrição abastecimento e restaurante a 30 minutos considerando que este posto de serviços se encontra junto ao marco km 245 dessa rodovia pode-se concluir que o anunciante prevê para os carros que trafegam nesse trecho uma velocidade escalar média em km/h de a 80 b 90 c 100 d 110 e 120 3 uff-rj recentemente o pam programa alimentar mundial efetuou lançamentos aéreos de 87 t de alimentos sem uso de paraquedas na localidade de luvemba em angola os produtos foram ensacados e amarrados sobre placas de madeira para resistirem ao impacto da queda www.angola.org 6 uf-rn uma das teorias para explicar o aparecimento do homem no continente americano propõe que ele vindo da Ásia entrou na américa pelo estreito de bering e foi migrando para o sul até atingir a patagônia como indicado no mapa estreito de bering 5 000 km a b rota de migração i ii iii iv v patagônia a figura ilustra o instante em que um desses pacotes é abandonado do avião para um observador em repouso na terra o diagrama que melhor representa a trajetória do pacote depois de abandonado é a i b ii c iii d iv e v datações arqueológicas sugerem que foram necessários cerca de 10 000 anos para que essa migração se realizasse o comprimento ab mostrado ao lado do mapa corresponde à distância de 5 000 km nesse mesmo mapa 1 cd-fb_exercícios.indd 1 23/9/2009 17:29:27

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com base nesse dados pode-se estimar que a velocidade escalar média de ocupação do continente americano pelo homem ao longo da rota desenhada foi de aproximadamente exercícios a 0,5 km/ano b 8,0 km/ano c 24 km/ano d 2,0 km/ano a aceleração média em m/s2 no intervalo de 5 a 15 s é a 4,5 b 4,33 c 5,0 d 4,73 e 4,0 11 um movimento é retardado quando a a aceleração é negativa b a velocidade é negativa c o módulo da velocidade diminui no decorrer do tempo d o produto da velocidade pela aceleração é positivo e a velocidade e a aceleração são ambas negativas 12 eem-sp ao longo de uma pista de corrida de automóveis existem cinco postos de observação onde são registrados os instantes em que por eles passa um carro em treinamento a distância entre dois postos consecutivos é de 500 m durante um treino registraram-se os tempos indicados na tabela seguinte posto instante da passagem s 1 0 2 24,2 3 50,7 4 71,9 5 116,1 7 vunesp-sp os beija-flores dividem-se em sedentários que formam a grande maioria e em migratórios de que há dois gurpos o daqueles que emigram até 500 km e o dos que emigram acima de 2 000 km os deste último grupo emigram depois que armazenam suficiente reserva de gorduras abdominais e podem em voo contínuo durante 20 horas percorrer 900 km depois disso param no novo sítio e em 15 dias adquirem novamente os dois gramas de gordura perdidos para então iniciar outro voo repetem essa operação até que chegam ao local para a reprodução adaptado de atlas da fauna brasileira um beija-flor inicia uma jornada retilínea de 2 700 km depois de ter passado 15 dias alimentando-se supondo que ele siga rigorosamente os regimes de tempo e distância traçados pelo texto a velocidade média em todo o percurso em km/h será de aproximadamente a 2,4 c 5,2 e 45,0 b 3,5 d 27,5 8 u f são carlos-sp um trem carregado de combustível de 120 m de comprimento faz o percurso de campinas até marília com velocidade constante de 50 km/h esse trem gasta 15 s para atravessa completamente a ponte sobre o rio tietê o comprimeto da ponte é a 100,0 m b 88,5 m c 80,0 m d 75,5 m e 70,0 m a determine a velocidade média desenvolvida pelo carro no trecho compreendido entre os postos 2 e 4 b É possível afirmar que o movimento do carro é uniforme justifique a resposta 13 uf-pe o gráfico a seguir mostra a posição em função do tempo de três carros que se movem no mesmo sentido e na mesma estrada retilínea x m 1 200 1 000 800 600 400 200 0 5 10 15 20 25 30 35 y z t s 9 u f juiz de fora-mg um motorista de um caminhão pretende fazer uma viagem de juiz de fora a belo horizonte passando por barbacena cidade situada a 100 km de juiz de fora e a 180 km de belo horizonte a velocidade máxima no trecho que vai de juiz de fora a barbacena é de 80 km/h e de barbacena a belo horizonte é de 90 km/h determine qual o tempo mínimo de viagem de juiz de fora a belo horizonte respeitando-se os limites de velocidades a 4,25 h b 3,25 h c 2,25 h d 3,50 h e 4,50 h x o intervalo de tempo que o carro z leva entre ultrapassar o carro x e depois ultrapassar o carro y é de a 10 s b 15 s c 20 s d 25 s e 30 s 14 unaerp-sp o gráfico representa o movimento de dois móveis em relação à origem de uma mesma trajetória as distâncias percorridas por a e b até o instante de encontro valem respectivamente a 3 m e 5 m s m b 15 m e 15 m b c 16 m e 16 m 14 12 d 17 m e 17 m a e 15 m e 5 m 8 2 0 2 5 t s 10 vunesp-sp um automóvel de competição é acelerado de forma tal que sua velocidade v em função do tempo t é dada pela tabela abaixo t s v m/s 5 20 10 50 15 60 2 cd-fb_exercícios.indd 2 23/9/2009 17:29:28

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15 afa-sp um avião necessita percorrer 750 m de pista para decolar o gráfico a seguir representa a velocidade desse avião em função do tempo desde o instante da partida até a decolagem então a velocidade atingida no instante da decolagem é a b c d 180 km/h 120 km/h 90 km/h 50 km/h v m/s v d o elevador parou pela primeira vez a uma altura de 60,0 m do ponto de partida e permaneceu parado durante 15,0 segundos e o elevador parou pela primeira vez a uma altura de 24,0 m do ponto de partida e permaneceu parado durante 10,0 segundos 18 u f juiz de fora-mg um carro desloca-se em linha reta com aceleração constante sabendo-se que o carro estava inicialmente parado no tempo t 0 na posição 0 pode-se afirmar que a equação que descreve sua posição num tempo t qualquer será dada por 1 1 a 0 t2 d 0 t2 2 2 1 1 b 0 t2 e 0 t2 2 2 1 c t2 2 0 19 uf-pe a equação horária durante os primeiros 8 segundos de um ciclista que se move ao longo de uma pista reta é dada por x 4t t2 com x medido em metros e t em segundos qual a sua velocidade no instante t 8,0 s expresse sua resposta em km/h 20 uf-pe um corredor a está em repouso quando observa um corredor b que passa em movimento retilíneo uniforme depois de transcorridos 2,0 s da passagem do corredor b o corredor a inicia a sua corrida em uma raia paralela à raia do corredor b com aceleração constante de 0,50 m/s2 o gráfico mostra a posição dos corredores em função do tempo desde o instante em que o corredor b passou até o instante em que foi ultrapassado pelo corredor a calcule o intervalo de tempo em segundos transcorrido desde o instante em que o corredor a iniciou a sua corrida até o instante da ultrapassagem x m 400 exercícios 0 30 t s 16 uf-pe a velocidade de um automóvel em movimento retilíneo está representada em função do tempo pelo gráfico abaixo v km/h 90 60 30 0 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 t h qual a velocidade média do automóvel entre os instantes t 0,0 h e t 3,0 h a 45 km/h d 60 km/h b 50 km/h e 65 km/h c 55 km/h 17 mackenzie-sp um estudante que se encontrava sentado em uma praça em frente de um moderno edifício resolveu observar o movimento de um elevador panorâmico após haver efetuado algumas medidas concluiu que a velocidade escalar do elevador em função do tempo era bem representada pelo gráfico abaixo v m/s 2,4 30,0 32,5 0 ­2,4 2,5 12,5 15,0 42,5 45,0 t s sabendo que no instante t 0 o elevador se encontrava no solo podemos afirmar que a o elevador parou pela primeira vez a uma altura de 30,0 m do ponto de partida e permaneceu parado 10,0 segundos b o elevador parou pela primeira vez a uma altura de 30,0 m do ponto de partida e permaneceu parado durante 15,0 segundos c o elevador parou pela primeira vez a uma altura de 60,0 m do ponto de partida e permaneceu parado durante 10,0 segundos 0 b a 0 2,0 t s 21 mackenzie-sp analisando o movimento de um corpúsculo com aceleração constante em trajetória retilínea um estudante verifica que nos instantes 10 s e 30 s contados do início do movimento as velocidades escalares desse corpúsculo são respectivamente iguais a 15 m/s e 25 m/s 3 cd-fb_exercícios.indd 3 23/9/2009 17:29:28

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com esses dados o estudante deduz que a distância percorrida pelo corpúsculo entre esses dois instantes é a 200 m b 250 m c 350 m d 400 m e 450 m exercícios 22 olimpíada brasileira de física a figura a seguir mostra seis vetores a b c d e e f que formam um hexágono c d 27 puc-rs as informações a seguir referem-se a um movimento retilíneo realizado por um objeto qualquer i a velocidade vetorial pode mudar de sentido ii a velocidade vetorial tem sempre módulo constante iii a velocidade vetorial tem direção constante a alternativa que representa corretamente o movimento retilíneo é a i ii e iii b somente iii c somente ii d ii e iii e somente i e iii beaf de acordo com a figura podemos afirmar que a b c d e aaaaa +b +b +b +b +b +c +c +c +c +c d e f 6a ­d ­ e ­ f d e f 3a ­d e ­ f =0 28 unip-sp um partícula descreve uma trajetória circular com movimento retardado em um instante t a partícula passa pelo ponto a e sua velocidade vetorial está representada na figura a aceleração vetorial da partícula no instante t tem orientação mais bem representada por a b va c d e a 23 determine nos casos seguintes o módulo do vetor soma s aplicando a regra do paralelogramo a a 45° b b a b a 1 unidade b 2 unidades 2 cos 45° 2 a 2 unidades b 2 unidades 24 uf-rn uma pessoa se desloca sucessivamente 5 metros de norte para sul 12 metros de leste para oeste e 10 metros de sul para norte o vetor deslocamento resultante tem módulo em m a 5 c 13 e 17 b 12 d 15 25 unifor-ce a soma de dois vetores de módulos 12 n e 18 n tem certamente o módulo compreendido entre a 6 n e 18 n c 12 n e 18 n e 29 n e 31 n b 6 n e 30 n d 12 n e 30 n 26 puc-sp se a velocidade vetorial de um ponto material é constante e não nula sua trajetória a é uma parábola b pode ser retilínea mas não necessariamente c deve ser retilínea d é uma circunferência e pode ser uma curva qualquer 29 uf-rs para um observador o um disco metálico de raio r gira em movimento uniforme em torno de seu próprio eixo que permanece em repouso considere as seguintes afirmações sobre o movimento do disco i o módulo v da velocidade linear é o mesmo para todos os pontos do disco com exceção do seu centro ii o módulo da velocidade angular é o mesmo para todos os pontos do disco com exceção do seu centro iii durante uma volta completa qualquer ponto da periferia do disco percorre uma distância igual a 2r quais estão corretas do ponto de vista do observador o a apenas ii c apenas i e ii e i ii e iii b apenas iii d apenas ii e iii 30 vunesp-sp três polias de raios iguais a 10 cm 20 cm e 40 cm estão conectadas sem escorregamento por duas correias mantidas tensas se a polia de raio maior gira com frequência de 5 hz a polia de tamanho intermediário tem frequência em hz de 4 cd-fb_exercícios.indd 4 23/9/2009 17:29:28

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a b c d e 5 10 20 25 40 ar é desprezível pode-se concluir que o módulo da velocidade de lançamento é em m/s igual a a 2,52 c 10 e 20 b 52 d 102 2 dado sen 45° cos 45° 2 34 u f lavras-mg da janela de um prédio a 20 m do chão é arremessada uma pedra horizontalmente de forma a tocar o chão a 5,0 m da base do prédio conforme esquema abaixo v0 exercícios 31 unir-ro um corpo é lançado do chão verticalmente para cima com velocidade inicial de 20 m/s no mesmo instante é deixado cair de uma altura de 20 m do chão outro corpo que segue a mesma linha vertical do primeiro os corpos colidem considerando que a aceleração da gravidade é 10 m/s2 o tempo decorrido entre lançamento e colisão e a altura dos corpos no momento da colisão respectivamente são a 2 s e 30 m b 4 s e 15 m c 3 s e 10 m d 1 s e 15 m e 2 s e 30 m 20 m 5,0 m 32 afa-sp um balão sobe verticalmente com movimento uniforme seis segundos após a partida o piloto abandona uma pedra que alcança o solo nove segundos após a saída do balão determine em metros a altura em que a pedra foi abandonada despreze o efeito do ar e adote g 10 m/s2 a 27 b 30 c 36 d 54 considerando g 10 m/s2 calcule a o tempo que a pedra demora desde o seu lançamento até atingir o chão b a velocidade inicial da pedra ao ser arremessada c a velocidade da pedra ao atingir o chão d a equação da trajetória da pedra y fx 35 puc-sp uma bola é lançada horizontalmente do alto de um elevado com velocidade de 2,45 m/s sendo a aceleração da gravidade no local 9,8 m/s2 1 a velocidade da bola após de segundo é 4 a 4,9 m/s b 4,0 m/s c zero d 2,452 m/s e 2,45 m/s 33 puccamp-sp um projétil é lançado numa direção que forma um ângulo de 45° com a horizontal no ponto de altura máxima o módulo da velocidade desse projétil é 10 m/s considerando-se que a resistência do unidade 2 dinâmica 1 uf-rs durante o intervalo de tempo em que uma única força age sobre um corpo esse corpo necessariamente a tem o módulo de sua velocidade aumentado b adquire um movimento uniformemente retardado c adquire um movimento com velocidade constante d varia de velocidade e adquire um movimento uniformemente acelerado 2 uff-sp uma pessoa mediu sucessivamente as acelerações produzidas em dois blocos 1 e 2 pelas correspondentes forças resultantes que sobre eles atuaram o gráfico abaixo expressa a relação entre as intensidades dessas forças e de suas respectivas acelerações f n 8,0 f0 0 4,0 bloco 1 bloco 2 a m/s2 se o valor da massa do bloco 1 é igual a três quartos do valor da massa do bloco 2 podemos afirmar que o valor de f0 indicado no gráfico é a 7,0 d 4,0 b 6,0 e 3,0 c 5,0 3 fatec-sp uma motocicleta sofre aumento de velocidade de 10 m/s para 30 m/s enquanto percorre em movimento retilíneo uniformemente variado a distância de 100 m se a massa do conjunto 5 cd-fb_exercícios.indd 5 23/9/2009 17:29:29

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exercícios piloto moto é de 500 kg pode-se concluir que o módulo da força resultante sobre o conjunto é a 2,0 · 102 n d 2,0 · 103 n 2 b 4,0 · 10 n e 4,0 · 103 n 2 c 8,0 · 10 n 4 ue-rj um asteroide a é atraído gravitacionalmente por um planeta p sabe-se que a massa de p é maior do que a massa de a considerando apenas a interação entre a e p conclui-se que a o módulo da aceleração de p é menor do que o módulo da aceleração de a b o módulo da aceleração de p é maior do que o módulo da aceleração de a c o módulo da aceleração de p é igual ao módulo da aceleração de a d a intensidade da força que p exerce sobre a é maior do que a intensidade da força que a exerce sobre p e a intensidade da força que p exerce sobre a é menor do que a intensidade da força que a exerce sobre p 5 puc-sp no esquema seguinte a é uma mesa horizontal lisa e p uma polia de massa desprezível sem atrito com dois corpos c1 e c2 de massas respectivamente iguais a 20 kg e 80 kg são realizadas duas experiências c1 a c2 hhpac1 c2 p resultante e a intensidade da força de tração no fio serão respectivamente a b c d e 5 m/s2 150 n 10 m/s2 200 n 5 m/s2 200 n 25 m/s2 150 n 25 m/s2 200 n 7 faap-sp a pessoa da figura deseja puxar o tronco de 100 n rampa acima despreze os atritos e determine a intensidade da força que o homem deve aplicar para que o tronco suba com velocidade constante dado sen 30° 0,50 30° situação i c1 sobre a mesa e c2 pende do fio situação ii c2 sobre a mesa e c1 pende do fio supondo que em ambas o sistema seja abandonado t a partir do repouso a razão 1 entre os tempos t2 empregados respectivamente por c1 e c2 para atingir o solo vale 1 1 b c 1 d 2 e 4 a 4 2 6 acafe-sc dois corpos a e b de massas 30 kg e 10 kg respectivamente estão presos através de um fio inextensível que passa por uma roldana fixa de atrito desprezível de acordo com a figura admitindo-se a aceleração de gravidade local igual a 10 m/s2 o módulo da aceleração 8 u f uberlândia-mg considere o sistema de dois blocos a e b montados sobre um plano inclinado sem atrito conforme representado na figura abaixo os blocos possuem massas ma 2 kg e mb 1 kg além da força peso do bloco b uma força adicional f de módulo 1 n está aplicada verticalmente para baixo sobre o bloco b como mostra a figura desse modo é correto afirmar que 1 a a aceleração do sistema será m/s2 e o bloco b 3 subirá b a aceleração do sistema será 2 m/s2 e o bloco b descerá 1 c a aceleração do sistema será m/s2 e o bloco b 3 descerá d a aceleração do sistema será 2 m/s2 e o bloco b subirá 1 dados sen 30° cos 30° 0,87 e adote a ace2 leração da gravidade g 10 m/s2 ma a b 30° f mb 9 unb-df calcule a razão a b m1 das massas dos blom2 cos para que em qualquer posição o sistema sem atrito representado na figura esteja sempre em equilíbrio 6 cd-fb_exercícios.indd 6 23/9/2009 17:29:29

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m1 m2 50 cm 30 cm 40 cm a a aceleração do conjunto b a intensidade da força de atrito entre os dois blocos 2,0 kg 3,0 kg 2,0 n exercícios 10 uf-rr um corpo de massa igual a 50 kg está em repouso apoiado sobre um plano horizontal sobre este corpo aplica-se uma força horizontal constante e igual a 400 n o coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo e o plano horizontal é de 0,5 considere g 10 m/s2 a velocidade em m/s do corpo após 10 s da aplicação da força vale a 1 b 3 c 10 d 20 e 30 11 u f lavras-mg a figura ao lado mostra um bloco de massa 2,0 kg que se desloca horizontalmente sem atrito com velocidade constante de 4,0 m/s quando penetra num trecho rugoso ab 3,0 m apresentando coeficiente de atrito cinético c 0,20 considerando g 10 m/s2 a velocidade do bloco ao sair do trecho ab é de a 3,5 m/s d 2,0 m/s b 3,0 m/s e 3,0 m/s c 2,5 m/s v 4,0 m/s v 14 unicamp-sp abandona-se de uma altura muito grande um objeto de massa m que então cai verticalmente o atrito com o ar não é desprezível sobre o objeto atua uma força resistiva proporcional ao quadrado da velocidade fr ­kv2 a faça um diagrama das forças atuando sobre o objeto durante a queda b depois de um longo tempo o objeto atinge uma velocidade constante calcule o valor dessa velocidade dados m 4,0 kg k 2,5 kg/m g 10 m/s2 15 puc-sp uma criança de massa 25 kg inicialmente no ponto a distante 2,4 m do solo percorre a partir do repouso o escorregador esquematizado na figura o escorregador pode ser considerado um plano inclinado cujo ângulo com a horizontal é de 37° considere g 10 m/s2 aabb 12 uf-ma dois blocos de massas ma 19 kg e mb 8 kg estão em repouso encostados um ao outro e apoiados sobre uma superfície plana horizontal cujo coeficiente de atrito dinâmico entre eles e a superfície é d 0,50 num determinado instante aplica-se no bloco a uma força de módulo fa 189 n conforme a figura abaixo iniciado o movimento calcule o módulo da força exercida pelo bloco a sobre o bloco b considere g 10 m/s2 fa a b 37° supondo o coeficiente de atrito cinético ou dinâmico entre a roupa da criança e o escorregador igual a 0,5 a velocidade com que a criança chega à base do escorregador ponto b é em m/s a 4 3 b 4 5 c 16 d 4 e 210 0,75 dados sen 37° 0,6 cos 37° 0,8 tg 37° 13 vunesp-sp um bloco de massa 2,0 kg repousa sobre outro de massa 3,0 kg que pode deslizar sem atrito sobre uma superfície plana e horizontal quando uma força de intensidade 2,0 n agindo na direção horizontal é aplicada ao bloco inferior como mostra a figura o conjunto passa a se movimentar sem que o bloco superior escorregue sobre o inferior nessas condições determine 16 mackenzie-sp os corpos a e b da figura são idênticos e estão ligados por meio de um fio suposto ideal a polia possui inércia desprezível a superfície i é altamente polida e o coeficiente de atrito cinético entre a superfície ii e o corpo b é 0,20 considere g 10 m/s2 b a superfície ii 60° 60° superfície i 7 cd-fb_exercícios.indd 7 23/9/2009 17:29:29

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exercícios em determinado instante o corpo a está descendo com velocidade escalar 3,0 m/s após 2,0 s sua velocidade escalar será a 0 c 2,0 m/s e 4,0 m/s b 1,0 m/s d 3,0 m/s 17 fatec-sp um corpo de massa m 100 g é deslocado ao longo da trajetória abc indicada na figura considere g 10 m/s2 c 4m a b c d e 0 0,5 w 1,0 w 1,5 w 2,0 w f n 6,0 3,0 0 1,0 2,0 x m a b 3m calcule o trabalho realizado pelo peso do corpo a ao longo do trecho ab b ao longo do trecho bc 18 u f são carlos-sp um bloco de 10 kg movimenta-se em linha reta sobre uma mesa lisa em posição horizontal sob a ação de uma força variável que atua na mesma direção do movimento conforme o gráfico abaixo o trabalho realizado pela força quando o bloco se desloca da origem até o ponto x 6 m é a b c d e 1j 6j 4j zero 2j f n 2 1 0 ­1 ­2 1 2 3 4 5 6 x m 21 fuvest-sp nos manuais de automóveis a caracterização dos motores é feita em cv cavalo-vapor essa unidade proposta no tempo das primeiras máquinas a vapor correspondia à capacidade de um cavalo típico que conseguia erguer na vertical com auxílio de uma roldana um bloco de 75 kg à velocidade de 1 m/s para subir uma ladeira inclinada como na figura um carro de 1 000 kg mantendo uma velocidade constante de 15 m/s 54 km/h desenvolve uma potência útil que em cv é aproximadamente de a 20 b 40 c 50 v 15 m/s sen g 10 m/s2 0,1 d 100 e 150 19 fuvest-sp o gráfico representa a variação da intensidade da força resultante f que atua sobre um corpo de 2 kg de massa em função do deslocamento x f n 4 22 olimpíada paulista de física um dos grandes problemas dos programas espaciais com satélites estações espaciais etc é a colisão com fragmentos sólidos chamados de lixo espacial que ficam orbitando ao redor da terra suponha que um pequeno fragmento de 100 g com uma velocidade escalar de 8 km/s com relação a um satélite esteja em rota de colisão a energia cinética desse pequeno fragmento com relação ao satélite equivale à energia cinética de um automóvel de 1 tonelada cuja velocidade teria módulo de a 288 km/h b 288 m/s c 80 km/h d 80 km/s e 288 m/h 0 1 2 3 x m sabendo que a força f tem a mesma direção e o mesmo sentido do deslocamento determine a a aceleração máxima adquirida pelo corpo b o trabalho total realizado pela força f entre as posições x 0 e x 3 m 20 uf-pb um corpo desloca-se sobre uma reta sofrendo a ação de uma força resultante f cuja intensidade varia com a posição conforme o gráfico abaixo sabendo-se que o corpo se encontra no ponto de coordenada x 0,50 m no instante t 0 e x 1,5 m em t 2,0 s a potência média da força f neste trecho de seu deslocamento vale 23 afa-sp uma partícula de massa 1,0 kg se move ao longo do eixo ox o módulo da força resultante que atua sobre a partícula é dado por fx 2,0x ­ 2,0 si se a partícula estava em repouso na posição x 0 a sua velocidade escalar na posição x 4,0 m é a 3,5 m/s b 4,0 m/s c 4,5 m/s d 5,0 m/s 24 umc-sp o gráfico representa a dependência entre a deformação sofrida por uma mola e a força deformadora a mola tem uma das extremidades fixa num ponto e a outra extremidade é solicitada por uma força f no sentido de aumentar-lhe o comprimento 8 cd-fb_exercícios.indd 8 23/9/2009 17:29:29

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f n 500 a b c d e 7 m/s 9 m/s 11 m/s 13 m/s 15 m/s b va 4,8 m exercícios a 0 0,20 x m nessas condições determine a a constante elástica do sistema b a energia potencial elástica armazenada pelo sistema quando a deformação x for igual a 0,20 m 25 vunesp-sp uma mola de constante elástica igual a 10 n/m é esticada desde a sua posição de equilíbrio até uma posição em que seu comprimento aumentou 20 cm a energia potencial da mola esticada é a 0,1 j b 0,2 j c 0,5 j d 0,8 j e 1,0 j 30 uf-ce uma partícula está sujeita à ação de uma única força fx onde x é sua posição a força é conservativa e a energia potencial a ela associada ux é mostrada na figura abaixo ux em j 20 16 12 8 4 0 1 2 3 4 5 6 x em m 26 quando um corpo está sujeito apenas à ação de forças conservativas a b c d e sua energia cinética aumenta sua energia potencial aumenta sua energia potencial diminui sua energia cinética diminui permanece constante a soma da energia cinética com a energia potencial a variação da energia cinética da partícula entre as posições x 0 e x 5 m é a 10 j b 12 j c 15 j d 18 j e 20 j 31 fuvest-sp uma bola de 0,2 kg de massa é lançada verticalmente para baixo com velocidade inicial de 4 m/s a bola bate no solo e na volta atinge uma altura máxima que é idêntica à altura do lançamento qual a energia perdida durante o movimento a 0 j c 1,6 j e 50 j b 1 600 j d 800 j 32 uf-rr uma bola de borracha de massa igual a 1 kg cai de uma altura de 2 m em relação ao solo com uma velocidade inicial nula ao tocar o solo a bola transfere para este 12 j na forma de calor e volta a subir verticalmente considere a aceleração da gravidade g 10 m/s2 a altura em cm atingida pela bola na subida é de a 5 c 60 e 125 b 20 d 80 33 vunesp-sp um carrinho de 2,0 kg que dispõe de um gancho movimenta-se sobre um plano horizontal com velocidade constante de 1,0 m/s em direção à argola presa na extremidade do fio mostrado na figura a outra extremidade do fio está presa a um bloco de peso 5,0 n que se encontra em repouso sobre uma prateleira 27 quando um corpo está sujeito apenas à ação de forças dissipativas a b c d e sua energia cinética aumenta sua energia potencial aumenta sua energia potencial diminui sua energia cinética diminui permanece constante a soma da energia cinética com a energia potencial 28 fuvest-sp um gato consegue sair ileso de muitas quedas suponha que a maior velocidade com a qual ele possa atingir o solo sem se machucar seja de 8 m/s então desprezando a resistência do ar a altura máxima de queda para que o gato nada sofra deve ser a 3,2 m b 6,4 m c 10 m d 8 m e 4 m 29 uf-ma na figura a seguir com que velocidade va o bloco deve ser lançado de a para que possa atingir o ponto b com a velocidade vb 5 m/s deslizando sem atrito ao longo da trajetória ab considere g 10 m/s2 bloco de 5,0 n h prateleira gancho 2,0 kg 1,0 m/s argola 9 cd-fb_exercícios.indd 9 23/9/2009 17:29:30

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enganchando-se na argola o carrinho puxa o fio e eleva o bloco parando momentaneamente quando o bloco atinge a altura máxima h acima da prateleira nessas condições determine a a energia cinética inicial do carrinho b a altura h supondo que ocorra perda de 20 da energia cinética inicial do carrinho quando o gancho se prende na argola observação despreze quaisquer atritos e as massas das polias 34 olimpíada brasileira de física um carro movimenta-se com velocidade constante módulo num trecho circular de uma estrada plana conforme a figura abaixo a força f representa a resistência que o ar exerce sobre o carro fe fd f fc fb fa 36 afa-sp a figura abaixo representa uma pista pertencente ao plano vertical o raio r da parte circular vale 4,0 m um corpo parte do repouso no ponto a desprezando-se o atrito e a resistência do ar adotando-se g 10 m/s2 e considerando-se que em b a força que comprime o móvel contra a pista 1 tem intensidade igual a da de seu peso pode-se 4 afirmar que o módulo de sua velocidade em b vale em m/s aproximadamente b a 7,1 b 3,2 a c 5,5 r d 6,3 exercícios 37 uf-sc um avião descreve uma curva em trajetória circular com velocidade escalar constante num plano horizontal conforme está representado na figura onde f é a força de sustentação perpendicular às asas p é a força peso é o ângulo de inclinação das asas em relação ao plano horizontal e r é o raio de trajetória são conhecidos os valores 45° r 1,0 · 103 metros massa do avião 1,0 · 104 kg f qual das outras forças mostradas na figura melhor representa a ação da estrada no pneu do automóvel a f a b f b c f c d f d e ferp 35 olimpíada brasileira de física um garoto gira três bolas amarradas entre si por cordas de 1 m de comprimento num plano horizontal conforme indicado na figura abaixo todas as bolas são iguais e têm uma massa de 0,10 kg 3 1m 1 1m 1m 0 2 plano horizontal responda às seguintes questões a quando a bola 3 da extremidade estiver se movendo com uma velocidade de 6,0 m/s quais serão as trações nas três cordas b girando as bolas mais rápido que corda romperá primeiro supondo que todas as cordas são iguais justifique sua resposta dê como resposta a soma dos números que precedem as proposiçãoões corretas considerando para efeito de cálculos apenas as forças indicadas na figura 01 se o avião descreve uma trajetória curvilínea a resultante das forças externas que atuam sobre ele é necessariamente diferente de zero 02 se o avião realiza movimento circular uniforme a resultante das forças que atuam sobre ele é nula 04 a força centrípeta é em cada ponto da trajetória a resultante das forças externas que atuam no avião na direção do raio da trajetória 08 a força centrípeta sobre o avião tem intensidade igual a 1,0 · 105 n 16 a velocidade do avião tem módulo igual a 360 km/h 32 a força resultante que atua sobre o avião não depende do ângulo de inclinação das asas em relação ao plano horizontal 10 cd-fb_exercícios.indd 10 23/9/2009 17:29:30

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38 fatec-sp um pêndulo é constituído por uma partícula de massa m suspensa a um fio leve flexível e inextensível de comprimento a gravidade local é g o pêndulo é abandonado em repouso na posição sa formando com a vertical ângulo 0 60° despreze os efeitos do ar quando o pêndulo passa pela posição sb vertical a força tensora no fio é a mg c 3mg e 5mg b 4mg d 2mg s a o impulso máximo recebido pelo carrinho é de 2 000 n · s b o carrinho atinge a velocidade máxima no instante t 20 s c a velocidade máxima do carrinho é de 25 m/s d entre 0 e 20 s o carrinho se mantém em movimento uniforme e entre 20 e 30 s o movimento do carrinho é retardado 42 uc-ba um corpo de massa 2 kg move-se sobre um plano horizontal com velocidade v de módulo 5 m/s quando lhe é aplicada uma força f durante 5 s cessada a ação da força f nota-se que o corpo continua a se mover com velocidade de mesmo módulo mas em sentido oposto É correto afirmar que a a ação da força f não alterou a quantidade de movimento do corpo b o impulso da força f foi nulo c a força f suposta constante tinha intensidade de 4 n d o módulo da força f é nulo e o impulso da força f tinha intensidade de 10 kg · m/s 43 puc-rj uma bola b1 de massa m movendo-se com velocidade de módulo 3,0 m/s e sentido para a direita choca-se com outra bola b2 de massa 2m inicialmente em repouso após colidirem a bola b2 adquire uma velocidade de módulo 2,0 m/s e sentido para a direita assinale a opção que apresenta a velocidade final da bola b1 a 2,0 m/s para a direita b 1,0 m/s para a direita c 0 d 1,0 m/s para a esquerda e 2,0 m/s para a esquerda 44 inatel-mg uma explosão divide um pedaço de rocha em repouso em três partes de massas m1 m2 20 kg e m3 40 kg as partes m1 e m2 são lançadas a uma velocidade de 20 m/s conforme as orientações indicadas na figura abaixo y exercícios 0 mcab 39 uf-rn a quantidade de movimento de uma partícula de massa 0,4 kg tem módulo 1,2 kg · m/s nesse instante a energia cinética da partícula é em joules a 0,8 b 1,2 c 1,8 d 3,0 e 9,0 40 unb-df indeciso com relação à convocação dos jogadores que deveriam compor a seleção universitária de futebol da unb para disputar os jogos universitários do df judf o técnico dispondo de vários jogadores de mesmo nível técnico resolveu lançar um desafio garantindo participação no time para aqueles que respondessem corretamente ao seguinte problema na cobrança de um pênalti em uma partida de futebol uma bola de massa igual a 0,40 kg é chutada com velocidade inicial de módulo igual a 25 m/s o tempo de contato entre o pé do jogador e a bola é de 5,0 · 10­2 s calcule em newtons a intensidade da força média aplicada à bola pelo pé do jogador 41 olimpíada paulista de física o carrinho esquematizado de massa 100 kg encontra-se em repouso quando nele passa a agir uma força resultante f que varia com o tempo conforme mostra o gráfico f m f n 100 m1 120° 0 10 20 30 t s m2 x considere as afirmações abaixo e assinale a única que é correta 11 cd-fb_exercícios.indd 11 23/9/2009 17:29:30

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considerando o sistema isolado de forças externas calcula-se que o módulo da velocidade da parte m3 é 10 m/s com a seguinte orientação a exercícios y m3 30° x 60° m3 x e os dois blocos cairão independente dos valores de ma e mb 47 unicamp-sp um objeto de massa m1 4,0 kg e velocidade v1 3,0 m/s choca-se com um objeto em repouso de massa m2 2,0 kg a colisão ocorre de forma que a perda de energia cinética é máxima mas consistente com o princípio de conservação da quantidade de movimento a quais as velocidades dos objetos imediatamente após a colisão b qual a variação da energia cinética do sistema 48 fei-sp um bloco de massa m 250 g move-se com velocidade 20 m/s no sentido de a para b ao passar pelo ponto b o bloco sofre o impacto de uma bala de massa 50 g que se move com velocidade 100 m/s no sentido de c para b após o impacto a bala fica incrustada no bloco qual a velocidade do conjunto após o choque c d y b y m3 60° x e y x m3 c y 30° x m3 a b 45 uf-rj a figura representa o gráfico velocidade escalar × tempo para uma colisão unidimensional entre dois carrinhos a e b v m/s 10 8,0 a b 49 mackenzie-sp de um ponto situado a 12 m acima do solo abandona-se uma bola a qual após dois choques sucessivos com o solo alcança a altura de 6 m podemos concluir que o coeficiente de restituição vale a 1 3 1 6 c d 1 2 1 5 e 4 1 2 0 ­3,0 ­5,0 a b t s b calcule a a razão entre as massas ma e mb dos carrinhos b o coeficiente de restituição nessa colisão 46 uf-go a figura abaixo ilustra uma situação de colisão onde as forças dissipativas podem ser desprezadas a v b 50 uf-ms considere que o esboço da elipse abaixo representa a trajetória de um planeta em torno do sol que se encontra em um dos focos da elipse em cada trecho o planeta é representado no ponto médio da trajetória naquele trecho as áreas sombreadas são todas iguais e os vetores v 1 v 2 v 3 e v 4 representam as velocidades do planeta nos pontos indicados h v4 g f v3 edao bloco a de massa ma desliza sobre a plataforma horizontal com velocidade v e realiza uma colisão frontal perfeitamente elástica com o bloco b de massa mb inicialmente em repouso pode-se afirmar que após a colisão a se ma mb somente o bloco b cairá b se ma mb os dois blocos cairão c se ma mb somente o bloco b cairá d se ma mb o bloco b cairá e o bloco a ficará parado v1 b sol c v2 considerando-se as leis de kepler é correto afirmar que 01 os tempos necessários para percorrer cada um dos trechos sombreados são iguais 12 cd-fb_exercícios.indd 12 23/9/2009 17:29:30

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02 o módulo da velocidade v 1 é menor do que o módulo da velocidade v 2 04 no trecho gh a aceleração tangencial do planeta tem o mesmo sentido de sua velocidade 08 no trecho cd a aceleração tangencial do planeta tem sentido contrário ao de sua velocidade 16 os módulos das velocidades v 1 v 2 e v 3 seguem a relação v1 v2 v3 dê como resposta a soma dos números que precedem as proposições corretas 51 ue-pb o astrônomo alemão j kepler 1571-1630 adepto do sistema heliocêntrico desenvolveu um trabalho de grande vulto aperfeiçoando as ideias de copérnico em consequência ele conseguiu estabelecer três leis sobre o movimento dos planetas que permitiu um grande avanço nos estudos da astronomia um estudante ao ter tomado conhecimento das leis de kepler concluiu segundo as proposições a seguir que i para a primeira lei de kepler lei das Órbitas o verão ocorre quando a terra está mais próxima do sol e o inverno quando está mais afastada ii para a segunda lei de kepler lei das Áreas a velocidade de um planeta x em sua órbita diminui à medida que ele se afasta do sol iii para a terceira lei de kepler lei dos períodos o período de rotação de um planeta em torno do seu eixo é tanto maior quanto maior for o seu período de translação com base na análise feita assinale a alternativa correta a apenas as proposições ii e iii são verdadeiras b apenas as proposições i e iii são verdadeiras c apenas a proposição ii é verdadeira d apenas a proposição i é verdadeira e todas as proposições são verdadeiras 52 uf-rs dois satélites artificiais da terra x e y de mesma massa giram em órbitas circulares concêntricas de raios r e 2r respectivamente qual a relação entre o período do satélite y ty e o do x tx d ty 22 tx a ty tx 4 b ty tx e ty 4tx 2 c ty 2tx 53 uf-rs o módulo da força de atração gravitacional entre duas pequenas esferas de massa m iguais cujos centros estão separados por uma distância d é f substituindo-se uma das esferas por outra de massa 2m e reduzindo-se a separação entre os centros das esferas para d resulta uma força gra2 vitacional de módulo a f b 2f c 4f d 8f e 16f exercícios 54 cesgranrio-rj dois satélites a e b giram ao redor da terra em órbitas circulares o raio da terra é r e as alturas das órbitas dos satélites em relação à superfície terrestre são respectivamente ha r e hb 3r sendo aa e ab os módulos das acelerações vetoriais dos satélites em órbita então é correto afirmar-se que a aa ab d aa 4ab b aa 2ab e aa 9ab c aa 3ab 55 uf-pa um planeta tem massa igual ao triplo da massa da terra e seu raio é o dobro do raio terrestre nessas condições afirma-se que a aceleração da gravidade em sua superfície em relação à aceleração da gravidade na superfície da terra g é de a 3g b g c 3g d 3g e 3g 2 4 8 unidade 3 estática e hidrostática 1 puccamp-sp um corpo g com peso 80 n é suspenso conforme mostra a figura abaixo onde m nepsão fios de massas desprezíveis e perfeitamente flexíveis a sequência dos fios cujas trações respectivas estão em ordem decrescente de valores é a p m n 60° b m p n m c p n mnpd n m p g e m n p 2 mackenzie-sp no sistema da figura em equilíbrio o corpo a tem massa 12,0 kg sendo ideais os fios e as roldanas a massa do corpo b vale a 9,0 kg b 8,5 kg c 8,0 kg d 7,5 kg e 7,0 kg a b dados sen 0,80 cos 0,60 13 cd-fb_exercícios.indd 13 23/9/2009 17:29:30

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3 fuvest-sp um bloco de peso p é suspenso por dois fios de massa desprezível presos a paredes em a e b como mostra a figura 2l blaa de que maneira o vendedor distribuiu os peixes b reproduza no seu caderno a figura acima indicando todas as forças presentes c determine a massa do terceiro peixe 6 mackenzie-sp o tipo de luminária ilustrada ao lado foi utilizado na decoração de um ambiente a haste ac presa à parede é homogênea tem seção transversal constante e massa 800 g quando o lampadário pendente em a tem massa superior a 500 g o fio ideal ab arrebenta nesse caso podemos dizer que a intensidade máxima da força tensora suportada por b esse fio é a 15 n d 8 n b 13 n e 5 n 40 cm c a c 10 n 30 cm exercícios l p pode-se afirmar que o módulo da força que tensiona o fio preso em b vale p a p b c p d 2 p e 2 p 2 2 4 uf-pe a figura abaixo mostra um dispositivo constituído de um suporte sobre o qual uma trave é apoiada na extremidade a é suspenso um objeto de massa 95 kg enquanto se aplica uma força vertical f na extremidade b de modo a equilibrar o objeto desprezando o peso da trave em relação ao peso do objeto calcule o módulo da força f necessária para equilibrar o objeto em n dados g 10 m/s2 0,5 m a 5m trave b dado g 10 m/s2 7 uf-pe uma barra horizontal de massa desprezível possui uma de suas extremidades articulada em uma parede vertical a outra extremidade está presa à parede por um fio que faz um ângulo de 45° com a horizontal e possui um corpo de 55 n pendurado qual o módulo fio da força normal à parede em newtons que a articulação exerce 45° sobre a barra 2 dados sen 45° cos 45° 2 8 unicamp-sp uma caneta esferográfica comum pode desenhar um traço contínuo de 3 km de comprimento a largura desse traço é de 0,5 mm considerando 3 faça o que se pede a estime o volume de tinta numa carga nova de uma caneta esferográfica e a partir desse valor calcule a espessura do traço deixado pela caneta sobre o papel b ao escrever a força que uma caneta exerce sobre o papel é de 3 n qual a pressão exercida pela esfera da caneta sobre o papel 9 fgv-sp quando o nível do reservatório de água já filtrada em um determinado filtro supera a altura de 10 cm relativamente ao nível da torneirinha a junta de vedação desta feita de borracha de silicone 10 cm não funciona adequadamente e ocorre vazamento dados dágua 103 kg/m3 e g 10 m/s2 a ordem de grandeza da pressão hidrostática que provoca o vazamento em pa é a 103 b 104 c 105 d 106 e 107 suporte 5 ue-pb um vendedor de peixes percorre a cidade carregando seus peixes presos nas extremidades de uma barra de madeira rígida e uniforme de massa 1,5 kg e comprimento de 1 m ele leva a barra apoiada em seu ombro em determinado instante de sua caminhada restam-lhe apenas 3 peixes dois deles com 1,5 kg de massa e um terceiro peixe de massa desconhecida o vendedor pensa em duas maneiras diferentes de distribuir os peixes a primeira com os dois peixes de massa 1,5 kg de um lado e o de massa desconhecida de outro e a segunda com um peixe de massa 1,5 kg de um lado e de outro o peixe de massa desconhecida e o segundo peixe de massa 1,5 kg o vendedor distribui os peixes e coloca a barra no ombro ficando esta equilibrada quando o ponto de apoio está a uma distância de 0,75 m do peixe de massa desconhecida ver figura abaixo 0,75 m 0,25 m 14 cd-fb_exercícios.indd 14 23/9/2009 17:29:30

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10 uf-pe a figura mostra dois recipientes cujas bases têm áreas que satisfazem à relação a1 3a2 colocam-se 33 litros de água em cada recipiente atingindo o mesmo nível h determine a força exercida pela água sobre a base do recipiente 2 em kgf despreze o efeito da pressão atmosférica dado dágua 1 kg/l recipiente 1 recipiente 2 hg gás 170 mm exercícios 20 mm h a1 a2 a pressão atmosférica local medida por um barômetro indicava 750 mmhg o valor de p em mmhg vale a 150 b 170 c 750 d 900 e 940 11 fuvest-sp considere o arranjo da figura onde um líquido está confinado na região delimitada pelos êmbolos a e b de áreas 80 cm2 e 20 cm2 respectivamente o sistema está em equilíbrio despreze o peso dos êmbolos e o atrito ma a mb 14 vunesp-sp o tubo aberto em forma de u da figura contém dois líquidos não miscíveis a e b em equilíbrio as alturas das colunas de a e b medidas em relação à linha de separação dos dois líquidos valem 50 cm e 80 cm respectivamente b 80 cm b 50 cm a se ma 4,0 kg qual o valor de mb a 4,0 kg c 1,0 kg e 2,0 kg b 1,6 kg d 8,0 kg 12 mackenzie-sp o diagrama abaixo mostra o princípio do sistema hidráulico do freio de um automóvel êmbolo de área 40 mm2 a sabendo que a massa específica de a é 2,0 · 103 kg/m3 determine a massa específica do líquido b b considerando g 10 m/s2 e a pressão atmosférica igual a 1,0 · 105 n/m2 determine a pressão no interior do tubo na altura da linha de separação dos dois líquidos 15 olimpíada paulista de física uma balança é zerada com um recipiente colocado no seu prato despeja-se no recipiente um volume de água até o nível da saída lateral existente na parede vertical do recipiente a balança registra um valor p1 fig 1 fig 1 fig 2 40 mm articulação 200 mm 50 n pedal óleo êmbolo de área 80 mm2 óleo quando uma força de 50 n é exercida no pedal a força aplicada pelo êmbolo de área 80 mm2 é de a 100 n b 250 n c 350 n d 400 n e 500 n p1 p2 v 13 u e londrina-pr para medir a pressão p exercida por um gás contido num recipiente utilizou-se um manômetro de mercúrio obtendo-se os valores indicados na figura a seguir um bloco é então abandonado na superfície da água que antes de flutuar desloca certo volume v de água que é recolhido por um recipiente localizado abaixo da saída lateral a balança registra um valor p2 fig 2 considere as afirmações de raquel marcelo marta e milton sobre a experiência 15 cd-fb_exercícios.indd 15 23/9/2009 17:29:31

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