lista de conteÚdos e exercÍcios para exame final de

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LISTA DE CONTEÚDOS E EXERCÍCIOS PARA EXAME FINAL DE FÍSICA

PROF. GUILHERME AMORIM

1ª SÉRIE DO ENSINO MÉDIO

TURMA 21 A

CONTEÚDOS PARA EXAME FINAL:

O estudo do movimento (F2)

As Leis de Newton (F4 e F5)

Energia (F7 e F8)

A Conservação da quantidade de movimento (F9)

Leis de Kepler e Gravitação Universal (F10)

Hidrostática (F12)

EXERCÍCIOS:

1. A prova que está à sua frente se encontra em repouso, em relação a você, para que a leitura desta

questão possa ser realizada. Mas essa mesma prova, agora está em movimento em relação a algum

outro referencial. Então, cite dois desses referenciais.

2. Quando o navegador Amyr Klink cruzou o oceano Atlântico em um barco a remo projetado pelo

IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), no ano de 1984, ele percorreu uma distância de cerca de

7 000 km, em um tempo de aproximadamente 100 dias. Calculando a sua velocidade média em m/s

e km/h, temos por volta de:

(A) 0,81 m/s ou 2,92 km/h.

(B) 4,86 m/s ou 17,50 km/h.

(C) 0,49 m/s ou 1,76 km/h.

(D) 1,62 m/s ou 5,83 km/h.

(E) 0,99 m/s ou 3,56 km/h.

3. Em uma corrida automobilística, é comum ouvirmos o locutor dizer frases como o “segundo lu-

gar está a 2,6 segundos atrás do líder, e o terceiro, a 0,8 segundo atrás do vice-líder”. A rigor, essa é

uma afirmação “inexata” do ponto de vista físico. Mas, analisando-a, “cinematicamente”, quais das

frases seguintes são verdadeiras?

I. As tomadas de tempo foram realizadas nos instantes em que cada um dos carros passou pelo

mesmo local da pista.

II. Mesmo que essas diferenças de tempos se mantenham constantes após mais uma volta no circui-

to, não significa que as distâncias entre os carros também se mantenham inalteradas.

III. De acordo com o traçado da pista, os carros alteram as suas velocidades instantâneas. Logo, em

trechos “lentos” do circuito, os carros “tendem” a ficar mais próximos uns dos outros.

Quais estão corretas? Justifique sua resposta.


4. Uma bola de golfe obedece à função horária do espaço dada por , em movimento

uniforme em decorrência de uma tacada.

0 (origem)

Então, determine:

a) a posição da bola no instante t = 2 s?

b) o instante em que ela passa pela origem dos espaços (S = 0).

5. As posições ocupadas por uma bicicleta que se move em trajetória retilínea e uniforme, em fun-

ção do tempo, estão no gráfico abaixo:

S (m)

30

15 30 45 60 t (s)

Então, é possível afirmarmos que o módulo da velocidade da bicicleta:

(A) aumenta no intervalo de 0 s a 15 s;

(B) diminui no intervalo de 30 s a 60 s;

(C) tem o mesmo valor em todos os diferentes intervalos de tempo;

(D) é constante e diferente de zero no intervalo de 15 s a 30 s;

(E) é maior no intervalo de 0 s a 15 s.

6. Um satélite artificial, de 10 m de raio, está girando em torno da Terra a uma altura de 500 km.

Sabe-se que o raio da Terra vale cerca de 6 000 km. No estudo desse movimento:

a) A Terra poderá ser considerada um ponto material?

b) O satélite poderá ser considerado um ponto material?

7. O gráfico representa a posição de um carro, contada a partir do marco zero da estrada, em função

do tempo.

d(km)

120

50


1,0 2,0 3,0 4,0 t (h)

a) Qual era a posição do carro no início da viagem (t = 0)?

b) Qual a posição do carro no instante t = 1,0 h?

c) Qual a velocidade desenvolvida pelo carro nessa primeira hora de viagem?

d) Em que posição e durante quanto tempo o carro permaneceu parado?

e) Qual a posição do carro no fim de 4,0 horas de viagem?

8. Dois ciclistas, A e B, percorrem a mesma trajetória, e suas funções horárias, em unidades do SI,

são respectivamente: . Determine:

a) o instante de tempo em que ocorre o encontro dos dois;

b) A posição em que ocorre o encontro;

c) Em que instantes a distância entre os dois ciclistas é de 80 m.

9. Uma motociclista passeia pela rua com sua moto rumo ao centro da cidade, realizando num certo

trecho um movimento uniforme cuja posição em função do tempo obedece à seguinte equação:

, em unidades do SI.

a) Qual o módulo da velocidade da motociclista?

b) Qual o significado do sinal negativo na velocidade?

c) Qual será sua posição após 10 min?

10. Dois ciclista A e B se movimentam em MRU de acordo com as seguintes equações das posições

em função do tempo: e . Sabendo que os valores estão todos medi-

dos no SI, responda:

a) Qual deles realiza movimento retrógrado?

b) Em qual instante eles se encontrarão?

c) Qual é a posição em que eles se encontram?

11. Este exercício envolve anotações das posições escalares de dois carros que vão ultrapassar um

ao outro e que, nos instantes considerados, têm suas velocidades escalares constantes. Para simplifi-

car sua análise, não são consideradas as dimensões dos carros.

Observe o gráfico a seguir para os dois veículos e determine a posição escalar e o instante da ultra-

passagem.

S(km)

40

30 B

20

A

10


0

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 t (h)

12. (ENEM-2012) Uma empresa de transporte precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais

breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local de en-

trega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máxi-

mas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a

distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a veloci-

dade máxima permitida é 120 km/h.

Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande conti-

nuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realiza-

ção da entrega?

13. Um brinquedo cai da mão de uma criança que está na janela de um prédio. Durante a queda do

brinquedo, a função de sua velocidade em relação ao tempo é: , em unidades do SI.

a) Qual o valor da aceleração de queda do brinquedo?

b) Qual o valor da sua velocidade após 3 s?

c) Qual o seu deslocamento se ele chega ao solo em 5 s?

14. Um dos testes realizados com pilotos de aviões militares consiste em utilizar um veículo de pro-

pulsão a jato que se desloca sobre trilhos paralelos e em linha reta. Nele, um voluntário experimenta

acelerações para que se estudem os efeitos fisiológicos causados. Tal veículo pode alcançar a velo-

cidade de 1 080 km/h em 1,5 segundo, a partir do repouso. Determine a aceleração a que fica sujeito

o piloto. A quantos valores da aceleração da gravidade corresponde, aproximadamente, a aceleração

obtida?

15. Há mais de 30 anos, astronautas das missões Apollo colocaram espelhos na Lua – uma série de

pequenos retrorrefletores que podem interceptar feixes de laser da Terra e enviá-los de volta. Numa

determinada experiência, uma série de pulsos de laser foi disparada por um telescópio terrestre,

cruzou o espaço e atingiu os espelhos. Devido ao seu formato, os espelhos devolveram os pulsos

diretamente para o local de onde vieram, permitindo medir a distância para a Lua com ótima preci-

são.

Constatou-se que o tempo de ida e volta foi de 2,56 s. Sabendo-se que a velocidade de propagação

dos pulsos laser é de , calcule a distância Terra-Lua, de acordo com a experiência

citada.

16. Um corpo, em movimento retilíneo, tem velocidade escalar v, variando com o tempo t de acordo

com o gráfico abaixo:

v (m/s)

30

10


0 10 40 t (s)

Qual(is) é(são) a(s) alternativa(s) correta(s)?

(A) A aceleração média entre 0 e 10 s é 2 m/s².

(B) O movimento entre 0 e 40 s é uniforme.

(C) A velocidade média entre 0 e 40 s é 15 m/s.

(D) A variação do espaço entre 10 s e 40 s é 900 m.

17. Conforme a figura abaixo, um barco, puxado por dois tratores, navega contra a corrente de um

trecho retilíneo de um rio. Os tratores exercem, sobre o barco, forças de mesmo módulo

( ), enquanto atua com uma força , cujo módulo é N. Sabendo-se que o

barco e os tratores movem-se com velocidades constantes (força resultante sobre o barco igual a

zero), então o valor de F é: (dados: e )

(A) N

(B) N

(C) N

(D) N

(E) N

18. Um móvel desloca-se 40,0 km, na direção norte-sul, indo do sul para norte. Em seguida, passa a

percorrer 30,0 km, na direção leste-oeste, dirigindo-se do leste para oeste. Nessas condições, o mó-

dulo do vetor deslocamento é igual, em km, a:

(A) 50 (B) 60 (C) 70 (D) 80 (E) 90

19. Um avião levanta voo, com velocidade de 100m/s. A direção de seu movimento forma um ân-

gulo de 10º em relação ao solo. A partir das regras de decomposição vetorial, as velocidades do

avião, na horizontal e na vertical, são, aproximadamente:

(A) 81 m/s e 37 m/s (B) 53 m/s e 42 m/s (C) 32 m/s e 77 m/s

(D) 98 m/s e 17 m/s (E) 18 m/s e 87 m/s

20. Um avião sobrevoa a Ilha de Superagui, na divisa do Paraná com São Paulo. O avião voa em

direção ao norte, com velocidade de 120km/h, quando um forte vento começa a soprar, para leste,

com velocidade de 35km/h. Qual é a nova velocidade do avião?


21. Um automóvel está parado em um semáforo. Quando a luz fica verde o motorista acelera o au-

tomóvel a uma taxa constante de 5 m/s² durante 4,0 s. Em seguida, permanece com velocidade

constante durante 40 s. Ao avistar outro semáforo vermelho, ele freia o carro àquela mesma taxa até

parar. Qual é a distância total percorrida pelo automóvel?

22. Cláudia e Paula combinaram exercitarem-se caminhando em uma pista de atletismo Quando

Paula chegou à pista, Cláudia já estava caminhando e passou por Paula que, neste mesmo instante, a

partir do repouso, inicia sua caminhada buscando alcançar Cláudia. O gráfico da figura representa

as velocidades das duas moças em função do tempo, considerando o instante inicial (t = 0) aquele

que ambas encontravam-se na mesma posição e Paula iniciava seu movimento.

v (m/s)

3,0 Paula

2,5

2,0

1,5 Cláudia

1,0

0,5

0 1 2 3 4 5 6 7 t (s)

Qual é a alternativa correta?

(A) Paula alcançou Cláudia após percorrer 10,5 m.

(B) No instante t = 3,5 s, Paula alcançou Cláudia.

(C) No instante t = 5,0 s, Paula já havia ultrapassado Cláudia e encontrava-se a sua frente.

(D) Paula alcançou Cláudia após percorrer 21 m.

(E) No instante t = 7,0 s, Paula encontra-se 10,5 m a frente de Cláudia.

23. Superman, personagem das HQ’s da Empresa DC Comics, é um extraterrestre que veio para a

Terra após seu planeta natal, Kripton, ser destruído. Lançado originalmente na revista Action Co-

mics em 1938, possui inúmeros poderes como, por exemplo: super-força, resistência, capacidade de

voar, fator de cura, visão raio-X, super-velocidade entre outros. Em uma de suas publicações, foi

dito que ele pode ser mais rápido que a luz, cuja velocidade é de . Considerando que

Superman esteja em Metrópolis e ouve o pedido de socorro de uma criança na cidade de Las Vegas,

distante 2000 km. Estime o tempo que ele demoraria para chegar até essa criança. Considere o mo-

vimento do Superman como uniforme e desconsidere a resistência do ar.

24. De acordo com a segunda Lei de Newton da mecânica a aceleração imposta a um objeto de

massa m por uma força F é diretamente proporcional ao módulo da força: quanto maior o valor da

força, maior será a aceleração do objeto. Entretanto, é conhecido pelo menos desde a época de Gali-

leu, no século 17, que, se retirarmos a influência da atmosfera sobre o movimento, os objetos em

queda pela ação da gravidade no mesmo local têm a mesma aceleração. Esta não depende do peso

do objeto, ou seja, da força com que o objeto é puxado para baixo.

Qual das afirmativas abaixo explica corretamente esta aparente contradição?

(A) As diferenças de pressão da atmosfera sobre o objeto influenciam na queda, aumentando a força

que puxa o objeto para baixo. Por isso, os objetos mais pesados caem com mais aceleração na Terra,

mas não em um vácuo.

(B) A força da gravidade é a mesma para todos os corpos no mesmo local da Terra. Esta é a Lei da

Gravidade de Galileu. Ela não contradiz de fato a Lei de Newton por que esta só é válida fora da

atmosfera, ou seja, no espaço. Por isso, a Lei de Newton é válida para explicar os movimentos dos


planetas no sistema solar, mas a de Galileu é válida para explicar os movimentos na superfície da

Terra.

(C) Segundo a Lei de Newton, a aceleração do objeto é igual à razão entre o valor resultante sobre

ele e sua massa. Como a força peso é diretamente proporcional à massa do objeto, a razão é sempre

a mesma, ou seja, a aceleração é sempre a mesma, seja qual for o objeto no vácuo. Neste caso, o

efeito da atmosfera é simplesmente o de retardar o movimento dos corpos de maneira diferente,

dependendo da massa e do tamanho de cada um.

(D) A segunda Lei de Newton foi formulada depois da ápoca de Galileu. Por isso, ela é a mais cor-

reta das duas, como podemos observar ao deixar cair um objeto bem pesado e um bem leve ao

mesmo tempo. É óbvio que o mais pesado chega primeiro ao chão. A aceleração só será igual se os

objetos estiverem em planos inclinados, como Galileu os observou.

(E) A segunda Lei de Newton foi formulada depois da ápoca de Galileu. Por isso, ela é a mais cor-

reta das duas, como podemos observar ao deixar cair um objeto bem pesado e um bem leve ao

mesmo tempo. É óbvio que o mais leve chega primeiro ao chão. A aceleração só será igual se os

objetos estiverem em planos inclinados, como Galileu os observou.

25. A imagem mostra um garoto sobre um skate em movimento com velocidade constante que, em

seguida, choca-se com um obstáculo e cai.

A queda do garoto justifica-se devido à (ao)

(A) princípio da inércia.

(B) ação de uma força externa.

(C) princípio da ação e reação.

(D) força de atrito exercida pelo obstáculo.

26. Um corpo de massa 5,0 kg percorre uma trajetória circular cujo raio é igual é igual a 4,0 m. Ca-

da volta é completada em 0,25 s. Determine:

a) o período e a frequência do movimento;

b) as velocidades angular e escalar do corpo;

c) o módulo da aceleração centrípeta.

27. Sabendo que Marte demora, aproximadamente 88 dias para completar uma volta em torno do

Sol, determine sua velocidade angular em rad/dia.

28. Um eixo gira com velocidade angular de 30 rad/s. Sabendo que esse eixo tem diâmero de 5 cm,

qual a velocidade linear de um ponto localizado em sua periferia?

29. Maria é uma jovem de massa 55 kg. A aceleração da gravidade na superfície terrestre é 9,8 m/s².

Qual a intensidade da força com que Maria atrai a Terra?

30. Uma pessoa pretendia empurrar um corpo a fim de colocá-lo em movimento. Lembrando o

Princípio da Ação e Reação, pesnou: “Se eu empurrar o corpo com uma força , este reage e aplica

sobre mim uma força de mesma intensidade, mesma direção e em sentido oposto; ambas vão se

equilibrar e eu não conseguirei mover o corpo”.

Qual o erro cometido pela pessoa em seu racícionio? Justifique sua resposta.


31. A respeito das Leis de Newton, que fundamentam a Mecânica, dê a soma das alternativas corre-

tas:

1) Quanto maior a massa de um corpo, maior será sua inércia.

2) A toda força de ação corresponde uma reação de mesma intensidade, mesma direção e

mesmo sentido.

4) O estado natural de um corpo (em repouso ou em movimento, com velocidade constante)

só muda quando a soma das forças que nele atuam é nula.

8) A soma das forças que atuam em um corpo é nula se ele estiver em repouso.

32. Grandes são as preocupações com a segurança dos ocupantes de veículos por parte das empresas

fabricantes. Vários testes são realizados para simular situações de colisões e por meio das quais são

analisados os efeitos sobre bonecos que apresentam características físicas parecidas com as de um

ser humano.

Durante uma simulação, um veículo colide

com um muro de concreto a 60 km/h e, após

ter sua parte frontal deformada em 80 cm,

para. Determine a desaceleração a que o veí-

culo foi submetido. Considere ainda um bo-

neco com os braços esticados e fixos ao vo-

lante, com massa de 90 kg. Calcule a força

que o faz parar com o carro na colisão.

33. Velocidade de arraste ou terminal de um

corpo caindo em direção à Terra ocorre

quando a força gravitacional possui mesmo

módulo que a força de resistência do ar. Nes-

se caso, dizemos que a força resultante é nula. Na figura a seguir, duas pessoas saltam de paraque-

das e atingem uma velocidade de arrasto igual a 180 km/h. Sabendo que os paraquedis-

tas percorreram 250 m até abrirem os paraquedas, pode-se afirmar que, na iminência de abrirem os

paraquedas, a velocidade:

(A) aumentou para 86 m/s.

(B) aumentou para 193 km/h.

(C) diminuiu para 165 km/h.

(D) diminuiu para 39 m/s.

(E) permaneceu constante.

34. Em um experimento sobre a inércia, utiliza-se uma moeda sobre uma folha de papel, observan-

do-se que, ao puxar ou empurrar rapidamente a folha de papel, a moeda permanece em repouso. O

mesmo não ocorre se movimentarmos lentamente o papel. De acordo com esta experiência, pode-se

afirmar que:

(A) não há forças entre a moeda e o papel, por isso a moeda permanece em repouso.

(B) o experimento tem mais chance de dar certo usando-se um papel mais áspero.

(C) a moeda permanece parada, pois é mais pesada que o papel.

(D) a moeda permanece parada porque nenhuma força atua sobre sobre ela.

(E) a moeda permanece parada devido à sua tendência de manter o estado de repouso.


35. Uma pequena caixa é lançada sobre um plano inclinado e, depois de um intervalo de tempo,

desliza com velocidade constante.

Observe a figura, na qual o segmento orientado indica a direção e o sentido do movimento da caixa.

Entre as representações abaixo, a que melhor indica as forças

que atuam sobre a caixa é:

(A) (C)

(B) (D)

36. Os dois carrinhos da figura abaixo são empurrados por uma força F = 24,0 N.

Desprezando-se as forças de atrito, calcule a força aplicada ao carrinho B.

37. Um cubo de massa 1,0 kg, maciço e homogêneo, está em repouso sobre uma superfície plana

horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o cubo e a superfície valem, respecti-

vamente, 0,30 e 0,25. Uma força F, horizontal, é então aplicada sobre o centro de massa do cubo.

(Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s²). Se a intensidade da força F é

igual a 2,0 N, calcule a força de atrito estático.

38. Uma mola de 20 cm de comprimento sofre a ação de uma força de 60 N. Sabendo que a cons-

tante elástica é de 150 N/m, calcule o comprimento final da mola ao ser aplicada a mola.

39. Em um plano inclinado perfeitamente liso, apoia-se um corpo de massa 3 kg preso a uma mola

de constante elástica 600 N/m. Adotando g = 10 m/s2, calcule a deformação sofrida pela mola. (da-

do: e ).


40. Um corpo com massa 2 kg está apoiado sobre uma mesa lisa e ligado, por um fio ideal, ao bloco

suspenso de massa 0,5 kg.

a) Qual é a aceleração dos blocos?

b) Qual é a intensidade da força tensora do fio?

41. Existe um jogo no qual dois oponentes ficam em lados opostos de uma mesa, protegendo com

um objeto de madeira buracos com função de gol. Sobre a mesa, os jogadores rebatem um disco

com a intenção de vencer a defesa adversária. Quando golpeados, esses discos podem sofrer coli-

sões com as paredes laterais, dificultando as ações do outro jogador. Ganha, obviamente, quem fizer

mais gols durante o intervalo de tempo de uma partida. Para que o disco escorregue mais rapida-

mente, a mesa apresenta inúmeros furinhos pelos quais fica saindo ar o tempo todo. Qual a função

do ar que é expelido pelos furinhos?

42. O levantamento de peso é uma modalidade olímpica que consiste em elevar acima da cabeça o

maior peso possível. Em 1983, o soviético Anatoli Possarenko levantou 450kg. Até hoje este é o

recorde mundial no levantamento de peso na modalidade superpesado (com atletas acima de

110kg). Sabendo que Anatoli Possarenko elevou a barra do chão até uma altura de 1,80m e voltou

com a barra para o chão, qual o trabalho da força peso da barra?

43. O salto com vara surgiu na Europa e tinha como objetivo o uso de uma vara para pular riachos e

atingir a maior distância possível. No século XIX, transformou-se em modalidade olímpica na qual

o atleta precisa alcançar a maior altura possível. Atualmente o recorde olímpico feminino é da russa

Yelena Isinbayeva que saltou 5,06m. Qual a energia potencial máxima da atleta considerado que ela

tenha 65kg? (Considera g = 10 m/s²).

44. Dados recentes apontam para um grande crescimento no número de motocicletas em todo o

Brasil. Já existem mais de 18 milhões de brasileiros andando em motocicletas. Por esse motivo, o

número de acidentes envolvendo-os também cresceu muito. Em 2010, foram qua-

se 30.000 acidentes. Observa-se que nas colisões envolvendo motociclistas, quanto maior a veloci-

dade maior é a probabilidade de lesões graves ou óbitos. Determine qual será o aumento da energia

cinética de um motociclista de massa 200kg que passa de uma velocidade de 10m/s para 20m/s.

45. Um vaso estava sobre o beiral de uma janela, a 5 metros do chão. Uma pessoa distraída esbarra

no vaso, que cai da janela e atinge o chão. Qual a velocidade do vaso ao chegar ao solo? Nesta situ-

ação desconsidere a resistência do ar e considere g = 10 m/s².


46. Um projétil é disparado do chão verticalmente com uma velocidade de 20,0 m/s. A que altura

ele estará, quando a sua velocidade for de 8,0 m/s? Considere que a perda de energia, devido ao

atrito com o ar, equivale a 20% da energia potencial gravitacional adquirida pelo projétil. Tome g =

10m/s².

(A) 21,0 m. (B) 14,0 m. (C) 8,50 m. (D) 12,0 m. (E) 23,5 m.

47. Antes dos computadores e celulares com jogos eletrônicos, era nos fliperamas que a maioria dos

jovens tinham acesso a esses tipos de jogos. Um dos mais comuns era o “pinball”. O objetivo era

lançar uma bolinha mecanicamente (pela compressão de uma mola) e evitar que ela caísse em um

buraco utilizando duas “palhetas”. Considere que, para realizar o lançamento de uma bolinha de 100

g, a mola de constante 400 N/m sofra uma compressão de 0,05 m. Qual a energia potencial elástica

acumulada pela mola? Com a energia elástica da mola, qual a velocidade máxima atingida pela bo-

linha?

48. Avalia-se que 25% da energia fornecida pelos alimentos é destinada, pelo nosso organismo,

para atividades físicas. A energia restante destina-se à manutenção das funções vitais, como a respi-

ração e a circulação sanguínea, ou é dissipada na forma de calor, através da pele. Uma barra de cho-

colate de 100 g pode fornecer ao nosso organismo cerca de 470 kcal. Suponha que uma pessoa de

massa 70 kg quisesse consumir a parcela disponível da energia fornecida por essa barra, para subir

uma escadaria. Sabendo-se que cada andar tem 3 m de altura, admitindo-se g = 10 m/s2 e sendo 1,0

cal = 4,2 J, pode-se afirmar que o número de andares que essa pessoa deveria subir é, aproximada-

mente, de:

(A) 700 (B) 480 (C) 300 (D) 235 (E) 100

49. Um skatista brinca numa rampa de skate conhecida por “half pipe”. Essa pista tem como corte

transversal uma semicircunferência de raio 3 metros, conforme mostra a figura. O atleta, saindo do

extremo A da pista com velocidade de 4 m/s, atinge um ponto B de altura máxima h.

Desconsiderando a ação de forças dissipativas e adotando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, o

valor de h, em metros, é de

50. Um dos marcos da história ocidental da bicicleta é a criação do "celerídero". Um brinquedo

constituído de duas rodas alinhadas, sem pedais, feito todo de madeira, sem controle de propulsão

ou de direção. Para mover-se era necessário que alguém empurrasse ou que estivesse em uma des-

cida. O fato do celerídero necessitar de uma descida para obter movimento está relacionado ao con-

ceito de transformação da energia mecânica. Considerando a dissipação de energia mecânica, em

uma descida temos a conversão de:

(A) energia cinética em energia potencial gravitacional

(B) energia térmica em energia potencial elástica

(C) energia potencial elástica em energia cinética

(D) energia potencial gravitacional em energia cinética e energia dissipada.


(E) enregia potencial gravitacional em energia potencial elástica e energia dissipada.

51. Em sistemas conservativos, podemos ter a transformação da energia cinética em energia poten-

cial sem alteração da energia mecânica. Na figura abaixo temos um esquema de uma montanha rus-

sa que pode ser considerada como um sistema conservativo. Utilizando a linha ver-

de como referencial do sistema e considerando que no ponto A o corpo para por um instante antes

de iniciar a descida, podemos afirmar que as energias mecânicas presentes nos pontos A, B, C e D

são, respectivamente:

(A) potencial, cinética + potencial, cinética e potencial.

(B) potencial, cinética + potencial, cinética e cinética.

(C) potencial, cinética + potencial, cinética e potencial + cinética.

(D) cinética, cinética + potencial, cinética e potencial.

(E) potencial, cinética, cinética e potencial.

52. Os celulares são indispensáveis nos dias de hoje para a maioria da população, especialmente

urbana. Com o objetivo de vender mais, as fábricas de celulares tem investido em pesquisas que

tornem os celulares cada vez mais completos e resistentes. Considere um celular de 100g que cai do

bolso da calça de um estudante a uma altura de 80cm do chão. Qual a velocidade com que o celular

chega ao chão? Desconsidere a resistência do ar e utilize g = 10m/s².

53. Em sistemas dissipativos, temos a realização de trabalho das forças resistivas, como por exem-

plo o arrasto do ar e o atrito. Assim, nestes sistemas a energia mecânica no início do movimento

será diferente da energia mecânica no final do movimento. Considere que uma bola cai de uma altu-

ra de 1m. Sabendo que, na queda 20%, da energia mecânica é perdida, podemos afirmar que a velo-

cidade com que a bola sobe após o impacto com o chão é de: (g = 10m/s²)

(A) 4m/s. (B) 10m/s. (C) 12m/s. (D) 14 m/s. (E) 25m/s.

54. Quando um corredor de 100 m rasos parte do repouso e começa a ganhar velocidade para com-

pletar a prova, ao longo do caminho, sua energia cinética aumenta de valor. Isso não contraria a Lei

da Conservação da Energia?

55. Dois carros idênticos (mesma massa) estão com velocidade de 100 km/h. Eles possuem a mes-

ma quantidade de movimento? Justifique sua resposta.

56. Um paraquedista cai com velocidade constante. Durante a queda, permanecem constantes sua

(A) energia potencial gravitacional e energia cinética.

(B) energia potencial gravitacional e aceleração.

(C) energia mecânica e aceleração.

(D) energia cinética e quantidade de movimento.

(E) energia potencial gravitacional e quantidade de movimento.

57. De que formas o impulso de uma força pode ter seu módulo aumentado?

58. Uma funcionária de um supermercado, com massa de 60 kg, utiliza patins para se movimentar

no interior da loja. Imagine que ela se desloque de um ponto a outro, sob a ação de uma força F


constante, durante um intervalo de tempo de 2,0 s, com uma aceleração constante de 3,0 m/s². Cal-

cule o valor do impulso produzido por esta força F. (Despreze a ação do atrito e considere toda a

massa corpórea concentrada no centro de massa dessa pessoa).

59. Uma menina deixa cair uma bolinha de massa de modelar que se choca verticalmente com o

chão e para; a bolinha tem massa 10 g e atinge o chão com velocidade de 3,0 m/s. Calcule o impul-

so exercido pelo chão sobre essa bolinha. Indique, também o sentido.

60. Uma bola de massa 0,5 kg, movendo-se a 6,0 m/s, é rebatida por um jogador, passando a se mo-

ver com velocidade de 8,0 m/s, numa direção perpendicular à direção inicial de seu movimento.

Calcule o impulso que o jogador imprime à bola.

61. Em uma cobrança de penalidade máxima, estando a bola de futebol inicialmente em repouso,

um jogador lhe imprime a velocidade de aproximadamente 108 km/h. Sabe-se que a massa da bola

é de cerca de 500 g e que, durante o chute, o pé do jogador permanece em contato com ela por cerca

de 0,015 s. Calcule a força média que o pé do jogador aplica na bola.

62. Considere a situação em que um homem e uma caixa repousam frente a frente sobre uma super-

fície horizontal sem atrito. A resistência do ar no local é desprezível. Sabe-se que a massa do ho-

mem é de 100 kg, enquanto que a massa da caixa é de 50 kg. Num dado instante, o homem empurra

a caixa, que passa a se mover em linha reta com velocidade escalar igual a 8 m/s. Nestas circunstân-

cias, qual é o módulo da velocidade de recuo do homem após empurrar a caixa?

63. Suponha que o esquilo do filme A Era do Gelo tenha desenvolvido uma técnica para recolher

nozes durante o percurso para sua toca. Ele desliza por uma rampa até atingir uma superfície plana

com velocidade de 10 m/s. Uma vez nessa superfície, o esquilo passa a apanhar nozes em seu per-

curso. Todo o movimento se dá sobre o gelo, de forma que o atrito pode ser desprezado. A massa do

esquilo é de 600 g e a massa de uma noz é de 40 g.

a) Qual é a velocidade do esquilo após colher 5 nozes?

b) Calcule a variação da energia cinética do conjunto formado pelo esquilo e pelas nozes entre o

início e o final da coleta das 5 nozes.

64. Em um jogo de bolinhas de gude, após uma pontaria perfeita, um garoto lança uma bolinha A de

massa 10 g, que rola com velocidade constante de 1,5 m/s sobre o solo horizontal, em linha reta, no

sentido da direita. Ela choca-se frontalmente contra outra bolinha B, de massa 20 g que estava para-

da. Devido ao impacto, a bolinha B parte com velocidade de 1 m/s, para a direita.

Pode-se afirmar que, após a colisão, a bolinha A

(A) permanece para na posição da colisão.

(B) continua movendo-se para a direita, com velocidade de módu-

lo 0,50 m/s.

(C) continua movendo-se para a direita, com velocidade de módu-

lo 0,25 m/s.

(D) passa a se mover para a esquerda, com velocidade de módulo

0,25 m/s.

(E) passa a se mover para a esquerda, com velocidade de módulo

0,50 m/s.

65. Um corpo A, de massa = 6,0 kg e velocidade = 15 m/s, colide com um outro corpo B, de

massa = 4,0 kg e velocidade = 10 m/s, que se move na mesma direção e no mesmo sentido.


Sabendo-se que a colisão foi perfeitamente inelástica, a velocidade dos corpos, após a colisão, é

igual a?

66. Um caminhão, parado em um semáforo, teve sua traseira atingida por um carro. Logo após o

choque, ambos foram lançados juntos para frente, com uma velocidade estimada de 5 m/s, na mes-

ma direção em que o carro vinha. Sabendo-se que a massa do caminhão era cerca de três vezes a

massa do carro, foi possível concluir que o carro, no momento da colisão, trafegava a uma veloci-

dade aproximada de:

(A) 72 km/h (B) 60 km/h (C) 54 km/h (D) 36 km/h (E) 18 km/h

67. Um mergulhador está submerso no mar a uma profundidade de 10m, num local onde a pressão

atmosférica é . A densidade da água do mar é e a aceleração

da gravidade local é . Determine a pressão suportada pelo mergulhador.

Texto para as questões 68 e 69:

AQUAMAN, super-herói das histórias em quadrinhos da Empresa DC Comics, surgiu no ano de

1940, em um ambiente pouco explorado pelo homem devido às grandes pressões envolvidas, o oce-

ano.

"Aquaman tem uma série de poderes sobre-humanos, a maioria dos quais derivam de que ele está

adaptado a viver nas profundezas do oceano. Ele tem capacidade de respirar debaixo d'água. Ele

possui resistência sobre-humana alta o suficiente para permanecer sem danos pela imensa pressão e

temperatura e pela temperatura fria do oceano." (Wikipédia).

68. Qual é a pressão exercida sobre o Aquaman quando ele está a uma profundidade de 3000 m no

mar? Considere a densidade da água do mar igual 1,03 g/cm³.

69. Caso ele perceba que há alguém em perigo a uma profundidade de 1500 m, em relação ao nível

do mar, qual seria a diferença de pressão exercida sobre o corpo do Aquaman caso ele atenda esse

chamado?

lista de conteÚdos e exercÍcios para exame final de

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