LISTA EXTRA - UERJ. Desprezando o atrito, o trabalho total, em joules, realizado por F, equivale a: a) 117 b) 130 c) 143 d) 156

Transcrição

1 1. (Uerj 01) Uma pessoa empurrou um carro por uma distância de 6 m, aplicando uma força F de mesma direção e sentido do deslocamento desse carro. O gráfico abaixo representa a variação da intensidade de F, em newtons, em função do deslocamento d, em metros. Desprezando o atrito, o trabalho total, em joules, realizado por F, equivale a: a) 117 b) 130 c) 143 d) 156. (Uerj 01) Observe a tabela abaixo, que apresenta as massas de alguns corpos em movimento uniforme. Massa Velocidade Corpos (kg) (km/h) leopardo automóvel caminhão Admita que um cofre de massa igual a 300 kg cai, a partir do repouso e em queda livre de uma altura de 5 m. Considere Q 1, Q, Q 3 e Q 4, respectivamente, as quantidades de movimento do leopardo, do automóvel, do caminhão e do cofre ao atingir o solo. As magnitudes dessas grandezas obedecem relação indicada em: Página 1 de 1

2 a) Q1 Q4 Q Q3 b) Q4 Q1 Q Q3 c) Q1 Q4 Q3 Q d) Q4 Q1 Q3 Q 3. (Uerj 011) Um homem arrasta uma cadeira sobre um piso plano, percorrendo em linha reta uma distância de 1 m. Durante todo o percurso, a força que ele exerce sobre a cadeira possui intensidade igual a 4 N e direção de 60 em relação ao piso. O gráfico que melhor representa o trabalho T, realizado por essa força ao longo de todo o deslocamento d, está indicado em: a) b) c) d) Página de 1

3 4. (Uerj 010) Um objeto é deslocado em um plano sob a ação de uma força de intensidade igual a 5 N, percorrendo em linha reta uma distância igual a m. Considere a medida do ângulo entre a força e o deslocamento do objeto igual a 15º, e T o trabalho realizado por essa força. Uma expressão que pode ser utilizada para o cálculo desse trabalho, em joules, é T= 5 x x sen. Nessa expressão, equivale, em graus, a: a) 15 b) 30 c) 45 d) (Uerj 010) Os esquemas a seguir mostram quatro rampas AB, de mesma altura AC e perfis distintos, fixadas em mesas idênticas, nas quais uma pequena pedra é abandonada, do ponto A, a partir do repouso. Após deslizar sem atrito pelas rampas I, II, III e IV, a pedra toca o solo, pela primeira vez, a uma distância do ponto B respectivamente igual a d I, d II, d III e d IV. Página 3 de 1

4 A relação entre essas distâncias está indicada na seguinte alternativa: a) d I > d II = d III > d IV b) d III > d II > d IV > d I c) d II > d IV = d I > d III d) d I = d II = d III = d IV 6. (Uerj 010) Durante a Segunda Guerra Mundial, era comum o ataque com bombardeiros a alvos inimigos por meio de uma técnica denominada mergulho, cujo esquema pode ser observado a seguir. O mergulho do avião iniciava-se a m de altura, e a bomba era lançada sobre o alvo de uma altura de 500 m. Considere a energia gravitacional do avião em relação ao solo, no ponto inicial do ataque, igual a E 1 e, no ponto de onde a bomba é lançada, igual a E. E 1 Calcule. E 7. (Uerj 010) Em uma aula de física, os alunos relacionam os valores da energia cinética de um corpo aos de sua velocidade. Página 4 de 1

5 O gráfico a seguir indica os resultados encontrados. Determine, em kg.m/s, a quantidade de movimento desse corpo quando atinge a velocidade de 5 m/s. 8. (Uerj 006) Observe as situações a seguir, nas quais um homem desloca uma caixa ao longo de um trajeto AB de,5 m. As forças F 1 e F, exercidas pelo homem nas duas situações, têm o mesmo módulo igual a 0,4 N e os ângulos entre suas direções e os respectivos deslocamentos medem è e è. Se k é o trabalho realizado, em joules, por F 1, o trabalho realizado por F corresponde a: a) k b) k/ c) (k + 1)/ Página 5 de 1

6 d) k (Uerj 006) A ciência da fisiologia do exercício estuda as condições que permitem melhorar o desempenho de um atleta, a partir das fontes energéticas disponíveis. A tabela a seguir mostra as contribuições das fontes aeróbia e anaeróbia para geração de energia total utilizada por participantes de competições de corrida, com duração variada e envolvimento máximo do trabalho dos atletas. Considere um recordista da corrida de 800 m com massa corporal igual a 70 kg. Durante a corrida, sua energia cinética média, em joules, seria de, aproximadamente: a) 1.10 b) c) 1.80 d) (Uerj 006) Uma mola, que apresenta uma determinada constante elástica, está fixada verticalmente por uma de suas extremidades, conforme figura 1. Ao acloparmos a extremidade livre a um corpo de massa M, o comprimento da mola foi acrescido de um valor X, e ela passou a armazenar uma energia elástica E, conforme figura. Em função de X, o gráfico que melhor representa E está indicado em: Página 6 de 1

7 11. (Uerj 006) Duas esferas, A e B, deslocam-se sobre uma mesa conforme mostra a figura 1. Quando as esferas A e B atingem velocidades de 8 m/s e 1 m/s, respectivamente, ocorre uma colisão perfeitamente inelástica entre ambas. O gráfico na figura relaciona o momento linear Q, em kg m/s, e a velocidade, em m/s, de cada esfera antes da colisão. Após a colisão, as esferas adquirem a velocidade, em m/s, equivalente a: a) 8,8 b) 6, c) 3,0 d),1 1. (Uerj 004) Uma bola de futebol de massa igual a 300 g atinge uma trave da baliza com velocidade de 5,0 m/s e volta na mesma direção com velocidade idêntica. O módulo do impulso aplicado pela trave sobre a bola, em N s, corresponde a: Página 7 de 1

8 a) 1,5 b),5 c) 3,0 d) 5,0 13. (Uerj 000) Um peixe de 4kg, nadando com velocidade de 1,0m/s, no sentido indicado pela figura, engole um peixe de 1kg, que estava em repouso, e continua nadando no mesmo sentido. A velocidade, em m/s, do peixe maior, imediatamente após a ingestão, é igual a: a) 1,0 b) 0,8 c) 0,6 d) 0,4 Página 8 de 1

9 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] No triângulo OAB: a b 6 a b 676. (I) No triângulo OAC: a 8 h. (II) No triângulo ABC: b 18 h. (III) Substituindo (II) e (III) em (I): 8 h 18 h 676 h 88 h 144 h 1 m. O trabalho da força F pela força F W é numericamente igual à área entre a linha do gráfico e o eixo do deslocamento. 6 1 W F WF 156 J. Resposta da questão : [C] Calculemos a velocidade do cofre ao atingir o solo, considerando g 10 m/s. Aplicando Torricelli: v v 0 gh v 10 5 v 10 m / s 36 km / h. Inserindo esses dados na tabela e calculando as quantidades de movimento. Corpos Massa (kg) Velocidade (km/h) Quantidade movimento de Página 9 de 1

10 (kg.km/h) leopardo Q 1 = 7.00 automóvel Q = caminhão Q 3 = cofre Q 4 = Analisando os valores obtidos, constatamos que: Q1 Q4 Q3 Q. Resposta da questão 3: [D] Dados: F = 4 N; d = 1 m; = 60 O trabalho de força constante é calculado pela expressão: T = F d cos. Essa expressão mostra que o trabalho (T) de força constante é diretamente proporcional ao deslocamento (d); portanto, o gráfico T = f (d) é uma reta que passa pela origem. Para os valores fornecidos: T = 4 (1) cos 60 = 4 (0,5) T = J. Resposta da questão 4: [D] Dados: F = 5 N; d = m; = 15. O enunciado nos permite construir a figura abaixo. Página 10 de 1

11 O trabalho de uma força é dado pelo trabalho de sua componente paralela ao deslocamento. Assim, na figura: T = F d cos. Porém, e são complementares. Então: sen = cos. Portanto: T = F d cos = F d sen. Substituindo os valores dados: T = 5 sen 75. Ou seja: = 75. Resposta da questão 5: [D] Como o sistema é conservativo, em todos os casos a velocidade em B é v B, que pode ser calculada pelo Teorema da Energia Mecânica. Fazendo AB = h, temos: A B 1 Emec Emec mgh mvb vb gh. Sendo H a altura do solo até B, o tempo de queda (t q ) é obtido pela expressão: 1 H H = gt t q q g. Na direção horizontal, o movimento é uniforme com velocidade v B. A distância horizontal percorrida durante o tempo de queda é: d = v B t q d = H gh d hh. Sendo h e H iguais em todos os casos, a distância de g B ao solo também é a mesma para todos eles. Resposta da questão 6: Dados: h 1 = m; h = 500 m. Página 11 de 1

12 E1 m g h1 h E m g h h 500 E1 10. E Resposta da questão 7: No gráfico, vemos que para v = 1 m/s, a E c = 1 J. Substituindo esses valores na expressão da energia cinética, vem: E c = mv m = Ec (1) m m kg. v 1 Para v = 5 m/s, a quantidade de movimento desse corpo é: Q = m v Q = (5) Q = 10 kg.m/s Resposta da questão 8: [D] Resposta da questão 9: [D] Resposta da questão 10: [A] Resposta da questão 11: [C] Resposta da questão 1: [C] Resposta da questão 13: [B] Página 1 de 1