FÍSICA PROFº JAISON MATTEI

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Domingos Alvarenga Rios
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1 FÍSICA PROFº JAISON MATTEI 1. Um consórcio internacional, que reúne dezenas de países, milhares de cientistas e emprega bilhões de dólares, é responsável pelo Large Hadrons Colider (LHC), um túnel circular subterrâneo, de alto vácuo, com 27 km de extensão, no qual eletromagnetos aceleram partículas, como prótons e antiprótons, até que alcancem voltas por segundo para, então, colidirem entre si. As experiências realizadas no LHC investigam componentes elementares da matéria e reproduzem condições de energia que teriam existido por ocasião do Big Bang. a) Calcule a velocidade do próton, em km/s, relativamente ao solo, no instante da colisão. b) Calcule o percentual dessa velocidade em relação à velocidade da luz, considerada, para esse cálculo, igual a km/s. c) Além do desenvolvimento científico, cite outros dois interesses que as nações envolvidas nesse consórcio teriam nas experiências realizadas no LHC. 2. Astrônomos observaram que a nossa galáxia, a Via Láctea, está a 2, anos-luz de Andrômeda, a galáxia mais próxima da nossa. Com base nessa informação, estudantes em uma sala de aula afirmaram o seguinte: I. A distância entre a Via Láctea e Andrômeda é de 2,5 milhões de km. II. A distância entre a Via Láctea e Andrômeda é maior que km. III. A luz proveniente de Andrômeda leva 2,5 milhões de anos para chegar à Via Láctea. Está correto apenas o que se afirma em Dado: 1 ano tem aproximadamente s. a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III. 3. Marta e Pedro combinaram encontrar-se em certo ponto de uma autoestrada plana, para seguirem viagem juntos. Marta, ao passar pelo marco zero da estrada, constatou que, mantendo uma velocidade média de 80 km/h, chegaria na hora certa ao ponto de encontro combinado. No entanto, quando ela já estava no marco do quilômetro 10, ficou sabendo que Pedro tinha se atrasado e, só então, estava passando pelo marco zero, pretendendo continuar sua viagem a uma velocidade média de 100 km/h. Mantendo essas velocidades, seria previsível que os dois amigos se encontrassem próximos a um marco da estrada com indicação de a) km 20 b) km 30 c) km 40 d) km 50 e) km 60

2 4. Dirigindo-se a uma cidade próxima, por uma autoestrada plana, um motorista estima seu tempo de viagem, considerando que consiga manter uma velocidade média de 90 km/h. Ao ser surpreendido pela chuva, decide reduzir sua velocidade média para 60 km/h, permanecendo assim até a chuva parar, quinze minutos mais tarde, quando retoma sua velocidade média inicial. Essa redução temporária aumenta seu tempo de viagem, com relação à estimativa inicial, em a) 5 minutos. b) 7,5 minutos. c) 10 minutos. d) 15 minutos. e) 30 minutos. 5. Um automóvel e um ônibus trafegam em uma estrada plana, mantendo velocidades constantes em torno de 100km h e 75km h, respectivamente. Os dois veículos passam lado a lado em um posto de pedágio. Quarenta minutos (2 3 de hora) depois, nessa mesma estrada, o motorista do ônibus vê o automóvel ultrapassá-lo. Ele supõe, então, que o automóvel deve ter realizado, nesse período, uma parada com duração aproximada de a) 4 minutos b) 7 minutos c) 10 minutos d) 15 minutos e) 25 minutos 6. João está parado em um posto de gasolina quando vê o carro de seu amigo, passando por um ponto P, na estrada, a 60 km/h. Pretendendo alcançá-lo, João parte com seu carro e passa pelo mesmo ponto P, depois de 4 minutos, já a 80 km/h. Considere que ambos dirigem com velocidades constantes. Medindo o tempo, a partir de sua passagem pelo ponto P, João deverá alcançar seu amigo, aproximadamente, em a) 4 minutos b) 10 minutos c) 12 minutos d) 15 minutos e) 20 minutos 7. Um veículo movimenta-se numa pista retilínea de 9,0 km de extensão. A velocidade máxima que ele pode desenvolver no primeiro terço do comprimento da pista é 15 m/s, e nos dois terços seguintes é de 20 m/s. O veículo percorreu esta pista no menor tempo possível. Pede-se a velocidade média desenvolvida; 8. Após chover na cidade de São Paulo, as águas da chuva descerão o rio Tietê até o rio Paraná, percorrendo cerca de km. Sendo de 4 km/h a velocidade média das águas, o percurso mencionado será cumprido pelas águas da chuva em aproximadamente: a) 30 dias. b) 10 dias. c) 25 dias. d) 2 dias. e) 4 dias. 9. Um motorista pretende percorrer, em 4,5 horas, a distância de 360 km. Todavia, dificuldades imprevistas obrigam-no a manter a velocidade de 60 km/h durante os primeiros 150 minutos.

3 No percurso restante, para chegar no tempo previsto, ele deverá manter a seguinte velocidade média: a) 90 km/h. b) 95 km/h. c) 100 km/h. d) 105 km/h. e) 110 km/h. 10. Um motorista em seu automóvel deseja ir do ponto A ao ponto B de uma grande cidade (ver figura). O triângulo ABC é retângulo, com os catetos AC e CB de comprimentos 3 km e 4 km, respectivamente. O Departamento de Trânsito da cidade informa que as respectivas velocidades médias nos trechos AB e ACB valem 15 km/h e 21 km/h. Nessa situação, podemos concluir que o motorista: a) chegará 20 min mais cedo se for pelo caminho direto AB. b) chegará 10 min mais cedo se for pelo caminho direto AB. c) gastará o mesmo tempo para ir pelo percurso AB ou pelo percurso ACB. d) chegará 10 min mais cedo se for pelo caminho ACB. e) chegará 20 min mais cedo se for pelo caminho ACB. Gabarito: Resposta da questão 1: Dados: Comprimento de cada volta: L = 27 km; c = km/s; n = voltas; t = 1 s. a) v S n L (27) t t 1 v = 2, km/s. b) A razão percentual dessa velocidade em relação à velocidade da luz é: v 2,

4 rp = c rp = 99%. c) Sabemos da corrida em busca de novas armas envolvendo tecnologias nucleares. Portanto, um primeiro interesse das nações envolvidas é bélico. Além disso, a descoberta de novas tecnologias também pode ser aproveitada no desenvolvimento de novos produtos, ou mesmo na redução dos custos de produção, melhorando o poder aquisitivo e a qualidade de vida das pessoas. Há ainda um outro interesse que é a busca por novas fontes para produção de energia. Resposta da questão 2: [E] I. Errada. É desnecessário efetuar cálculos, pois 1 ano-luz é a distância que a luz percorre em 1 ano, no vácuo. Em todo caso, iremos usá-los nos itens seguintes: d = v t d = ( km/s) (2, anos s/ano) 2, km. II. Correta. Veja os cálculos efetuados no item anterior. III. Correta. Resposta da questão 3: [D] Resolução Marta S = t Pedro S = t O encontro ocorrerá no instante 100.t = t 100.t 80.t = t = 10 t = = 0,5 h A posição será S = 100.t = 100.0,5 = 50 km Resposta da questão 4: [A] Resposta da questão 5: [C] A distância percorrida pelos dois veículos é a mesma, sendo que o carro gastou t minutos a menos. da d B va AΔt VB BΔt va 40 t v 40 B t 75 40

4 40 t 120 160 4t 120 t 10 min. Resposta da questão 6: [C] Resposta da questão 7: a) 18 m/s.

5 4 40 t t 120 t 10 min. Resposta da questão 6: [C] Resposta da questão 7: a) 18 m/s. b) Observe a figura a seguir. Resposta da questão 8: [B] Resposta da questão 9: Resposta da questão 10:

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