TC 3 UECE FASE 2 MEDICINA e REGULAR

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1 TC 3 UECE - 03 FASE MEICINA e EGULA SEMANA 0 a 5 de dezembro POF.: Célio Normando. A figura a seguir mostra um escorregador na forma de um semicírculo de raio = 5,0 m. Um garoto escorrega do topo (ponto A) até uma altura h (ponto C) abaixo do topo, onde perde o contato com o escorregador. Nessa posição, a reta que passa pelo ponto C e pelo centro O do círculo faz um ângulo com a reta normal à base do semicírculo. A figura mostra também um ponto B que está entre o ponto A e o ponto C. espreze os atritos ou quaisquer perdas de energia. O valor da velocidade tangencial, no momento em que o garoto perde o contato com o escorregador é, aproximadamente: A),5 m/s B) 3,0 m/s C) 4,5 m/s ) 6,0 m/s SOLUÇÃO: Um corpo recebe a ação de tantas forças quantas forem as interações que ele realiza. No caso, o garoto interage apenas com a Terra, recebendo dela a força Peso P, e com a superfície do escorregador, recebendo desta a força normal N, como mostra o diagrama. No momento em que o garoto perde o contato com o escorregador (ponto C), a força Normal se anula e a única força atuante sobre ele passa a ser o seu próprio peso. Nesse ponto, a componente radial do peso P exerce a função de resultante centrípeta. Necessitamos do módulo da velocidade nesse y ponto C, que calcularemos pela conservação da energia mecânica. A C mvc Emec E mec m g m g h vc g h. Aplicando a expressão da resultante centrípeta e substituindo nela a expressão acima: mv m g h c F P cent y m g cos θ. Mas, no triângulo OC: h cos θ. Então: h m g h m g h h 3h h h h = 3,3 m.

2 Substituindo valores na expressão deduzida no item anterior: c c c v g h v 0 5 3,3 v 34 v 5,83 m / s. c ESPOSTA (). Arthur monta um circuito com duas lâmpadas idênticas e conectadas à mesma bateria, como mostrado nesta figura: Considere nula a resistência elétrica dos fios que fazem a ligação entre a bateria e as duas lâmpadas. Nos pontos A, B, C e, indicados na figura, as correntes elétricas têm, respectivamente, intensidades i A, i B, i C e i. Os potenciais elétricos nos pontos A, B, C e são respectivamente V A, V B, V C e V. É correto afirmar que: A) i B > i C B) V A > V C C) i A > i ) V B < V SOLUÇÃO: O esquema a seguir ilustra a situação: Os pontos B e C estão no mesmo fio, portanto, por eles passa a mesma corrente. i B = i C = i. Como as duas lâmpadas estão em paralelo e têm resistências iguais, elas são percorridas por correntes iguais. Então: i B = i = i. Essas duas correntes, i B e i, somam-se formando a corrente i A. Assim: i A = i B + i = i + i i A = i.. Portanto, a relação correta é: i i A B i. A diferença de potencial elétrico entre dois pontos é U = i. Como entre os pontos citados, A e C, não há elemento resistivo algum, o potencial elétrico no ponto A é igual ao potencial elétrico no ponto C. ESPOSTA (C) 3. Uma mola de massa desprezível presa ao teto de uma sala, tem sua outra extremidade atada ao centro de uma barra metálica homogênea e na horizontal, com 50 cm de comprimento e 500 g de massa. A barra metálica, que pode movimentar-se num plano vertical, apresenta resistência ôhmica de 5 e está ligada por fios condutores de massas desprezíveis a um gerador G de corrente contínua, de resistência ôhmica interna de 5, apoiado sobre uma mesa horizontal. O sistema barra-mola está em um plano perpendicular a um campo magnético B horizontal, cujas linhas de campo penetram nesse plano, conforme mostra a figura. A deformação, em cm, sofrida pela mola para manter o sistema barra-mola em equilíbrio mecânico é: A) 5 B),5 C) ) 0,5

3 SOLUÇÃO: ados: 5 ; r 5 ; m 500g 0,5kg; L 50cm 0,5m; i 5A; B 0,4T; k 80N / m; g 0m / s Pela egra da mão esquerda, concluímos que a força magnética na barra é vertical e para cima e tem intensidade: Fmag BiL sen90º 0,4 5 0,5 N. O peso da barra é: P mg 0,5 0 P 5 N. Como o peso tem intensidade maior que a da força magnética, a mola está distendida, isto é, a força elástica F el é para cima, conforme indicado no esquema: o equilíbrio: 4 Fel Fmag P 80x 5 x 0,05 m x 5 cm. 80 ESPOSTA (A) 4. Para facilitar a movimentação vertical de motores pesados em sua oficina, um mecânico montou a associação de roldanas mostrada de forma simplificada na figura. Todos os fios, roldanas, os ganchos e e a haste horizontal têm massas desprezíveis. Um motor de peso P será pendurado no gancho e um contrapeso, de peso P, é permanentemente mantido na posição indicada na montagem. 5 O motor permanecerá em repouso, sem contato com o solo, se no gancho, preso no contrapeso, for pendurado outro corpo de peso A) P 4 B) P 8 C) P 0 ) P 0. SOLUÇÃO: A figura mostra como se distribuem as forças pelo sistema de polias. Analisando o equilíbrio na extremidade direita, temos: P' P P P P 5P 4P P' P' P. 0 ESPOSTA () 5. A engrenagem da figura seguinte é parte do motor de um automóvel. Os discos e, de diâmetros 40 cm e 60 cm, respectivamente, são conectados por uma correia inextensível e giram em movimento circular uniforme. Se a correia não desliza sobre os discos, a razão / entre as velocidades angulares dos discos vale:

4 A) /3 B) /3 C) ) 3/ SOLUÇÃO: As polias têm a mesma velocidade linear, igual à velocidade linear da correia. v v ESPOSTA () 6. Uma pequena esfera de massa m, eletrizada com uma carga elétrica q 0, está presa a um ponto fixo P por um fio isolante, numa região do espaço em que existe um campo elétrico uniforme e vertical de módulo E, paralelo à aceleração gravitacional g, conforme mostra a figura. essa forma, inclinando o fio de um ângulo em relação à vertical, mantendo-o esticado e dando um impulso inicial (de intensidade adequada) na esfera com direção perpendicular ao plano vertical que contém a esfera e o ponto P, a pequena esfera passa a descrever um movimento circular e uniforme ao redor do ponto C. Na situação descrita, a resultante das forças que atuam sobre a esfera tem intensidade dada por A) (m g q E) cos B) (m g q E ) sen C) (m g q E) sen cos ) (m g q E) tg SOLUÇÃO: As figuras ilustram a situação descrita. A Fig. mostra as forças que atuam sobre a esfera. Força Peso: P m g ; Força Elétrica: F q E ; Tração no fio: T. A Fig. mostra a soma dessas forças (regra do polígono) e a força resultante. Nessa figura: tg F P tg m g q E tg. F P ESPOSTA () 7. Um engenheiro eletricista, ao projetar a instalação elétrica de uma edificação, deve levar em conta vários fatores, de modo a garantir principalmente a segurança dos futuros usuários. Considerando um trecho da fiação, com determinado comprimento, que irá alimentar um conjunto de lâmpadas, avalie as seguintes afirmativas:. Quanto mais fino for o fio condutor, menor será a sua resistência elétrica.. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a perda de energia em forma de calor.

5 3. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a sua resistividade. Assinale a alternativa correta. A) Somente a afirmativa é verdadeira. B) Somente a afirmativa é verdadeira. C) Somente as afirmativas e são verdadeiras. ) Somente as afirmativas e 3 são verdadeiras. SOLUÇÃO:. Falso. A resistência é inversamente proporcional à área da seção reta do fio.. Verdadeiro. Porque maior será a sua resistência. 3. Falso. A resistividade é propriedade do material e não do fio. ESPOSTA (B) 8. A figura a seguir ilustra duas pessoas (representadas por círculos), uma em cada margem de um rio, puxando um bote de massa 600 kg através de cordas ideais paralelas ao solo. Neste instante, o ângulo que cada corda faz com a direção da correnteza do rio vale θ = 37, o módulo da força de tensão em cada corda é F = 80 N, e o bote possui aceleração de módulo 0,0 m/s, no sentido contrário ao da correnteza (o sentido da correnteza está indicado por setas tracejadas). Considerando sen(37 ) = 0,6 e cos(37 ) = 0,8, qual é o módulo da força que a correnteza exerce no bote? A) 8 N B) 4 N C) 6 N ) 6 N SOLUÇÃO: Apresentando as forças atuantes no bote coplanares ao leito do rio, temos que: F x representa a componente da força F no sentido oposto da correnteza. F F.cos ,8 64N x Assim sendo, temos:. Fx Fatr. m. a.64 Fatr ,0 8 Fatr. Fatr. 8 Fatr. 6N ESPOSTA () 9. Considere o circuito elétrico que esquematiza dois modos de ligação de duas lâmpadas elétricas iguais, com valores nominais de tensão e potência elétrica 60 V e 60 W, respectivamente. Modo A ambiente totalmente iluminado: a chave Ch, ligada no ponto A, mantém as lâmpadas L e L acesas. Modo B ambiente levemente iluminado: a chave Ch, ligada no ponto B, mantém apenas a lâmpada L acesa, com potência menor do que a nominal, devido ao resistor de resistência ôhmica constante estar ligado em série com L. Considere que as lâmpadas tenham resistência elétrica constante, que os fios tenham resistência elétrica desprezível e que a diferença de potencial de 0 V que alimenta o circuito seja constante. A resistência elétrica do resistor, para que, quando ligada no modo B, a lâmpada Ldissipe uma potência de 5 W,é: A) 45 B) 90 C) 80 ) 360 SOLUÇÃO: ados: U L = 60 V; P L = 60 W = 0,6 kw; U = 0 V.

6 A resistência L de cada lâmpada é: UL L L 60. PL 60 ' No modo B, a potência é P L = 5 W. Para essa potência a corrente é: ' PL Li 5 60 i i = i 0,5. 4 Aplicando a lei das malhas para o modo B: 0 U L i , ,5 ESPOSTA (C) 0. Uma das condições de equilíbrio é que a soma dos momentos das forças que atuam sobre um ponto de apoio seja igual a zero. Considerando o modelo simplificado de um móbile, onde AC representa a distância entre o fio que sustenta m e o fio que sustenta m, e qual a relação entre as massas m e m? A) m 8 m B) m 7 m C) m 8 m ) m m AB AC, 8 SOLUÇÃO: e acordo com o próprio enunciado, se há equilíbrio de rotação a soma dos momentos em relação a um eixo de rotação (polo) é nulo. esprezando o peso da barra AC, adotando o sentido antihorário de rotação como positivo e o ponto B como polo, temos: 7 AB BC AC AC BC AC BC AC. 8 8 Equacionando os Momentos: B B 7 M M 0 P P AB P BC 0 m g AC m g AC 0 P 8 8 m 7m. ESPOSTA (B). Um chuveiro elétrico, alimentado por uma tensão eficaz de 0 V, pode funcionar em dois modos: verão e inverno. Considere os seguintes dados da tabela: I A relação corresponde a: Potência esistência Modos V (W) ( ) A) 0,5 Verão 000 V B),0 C),5 ),0 Inverno 000 I

7 SOLUÇÃO: ados: P V =.000 W; P I =.000 W; U = 0 V; a expressão da potência elétrica: V U U U U P P P P I P I I PV I PV U V I U V I V PV I ,5. ESPOSTA (A). A figura a seguir apresenta, em dois instantes, as velocidades v e v de um automóvel que, em um plano horizontal, se desloca numa pista circular. Com base nos dados da figura, e sabendo-se que os módulos dessas velocidades são tais que v >v é correto afirmar que: A) a componente centrípeta da aceleração é diferente de zero. B) a componente tangencial da aceleração apresenta a mesma direção e o mesmo sentido da velocidade. C) o movimento do automóvel é uniformemente acelerado. ) os vetores velocidade e aceleração são perpendiculares entre si. SOLUÇÃO: Todo movimento circular contém uma componente centrípeta voltada para o centro da circunferência de módulo não nulo. ESPOSTA (A)