Caderno de Questões - Física - Cinemática e Movimento

CADERNO DE QUESTÕES LEIA COM ATENÇÃO AS INSTRUÇÕES ABAIXO Você está recebendo o seguinte material 1 Esta prova em pdf contém 𝟗 questões de múltipla escolha e 𝟏 questão discursiva 2 Uma Folha de Respostas em formato docx e em pdf 3 Preencha o cabeçalho da Folha de Respostas no espaço próprio 4 Atenção Serão consideradas somente as respostas lançadas na Folha de Respostas 5 Envie somente a Folha de Respostas 6 Não esqueça de preencher os seus dados na Folha de Respostas 7 Data máxima para envio no portal Teams 25112021 às 2359 Questão 01 Se neste momento você está sentado em uma cadeira fixa ao solo Terrestre em relação a movimento podemos afirmar que você a está em 𝐦𝐨𝐯𝐢𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨 𝐫𝐞𝐭𝐢𝐥í𝐧𝐞𝐨 b está em 𝐦𝐨𝐯𝐢𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨 𝐜𝐢𝐫𝐜𝐮𝐥𝐚𝐫 c está em 𝐦𝐨𝐯𝐢𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨 𝐭𝐫𝐚𝐧𝐬𝐥𝐚𝐜𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥 𝐞 𝐫𝐨𝐭𝐚𝐜𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥 d está 𝐩𝐚𝐫𝐚𝐝𝐨 e depende do referencial Questão 02 Um trem se move com 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 𝐡𝐨𝐫𝐢𝐳𝐨𝐧𝐭𝐚𝐥 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞 Antônio observador A está dentro do trem conversando com seu amigo Geraldo Antônio e Geraldo estão sentados em um mesmo banco um ao lado do outro Na plataforma da estação está Benedito observador B e Benedito se encontra 𝐩𝐚𝐫𝐚𝐝𝐨 𝐞𝐦 𝐫𝐞𝐥𝐚çã𝐨 𝐚 𝐩𝐥𝐚𝐭𝐚𝐟𝐨𝐫𝐦𝐚 Imagine o trem passando por Benedito e Geraldo arremessando uma bola 𝐯𝐞𝐫𝐭𝐢𝐜𝐚𝐥𝐦𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐩𝐚𝐫𝐚 𝐜𝐢𝐦𝐚 na direção de Geraldo podemos afirmar que I Antônio vê a bola se mover verticalmente para cima e cair nas mãos de Geraldo II Antônio vê a bola se mover verticalmente para cima e cair atrás de Geraldo III Benedito vê a bola se mover verticalmente para cima e cair nas mãos de Geraldo IV Benedito vê a bola se mover verticalmente para cima e cair afrente de Geraldo V Antônio vê a bola descrever uma parábola e cair atrás de Geraldo Está correta a afirmação a 𝐈 b 𝐈𝐈 c 𝐈𝐈𝐈 d I𝐕 e 𝐕 Questão 03 Um carro parte do repouso com uma 𝐚𝐜𝐞𝐥𝐞𝐫𝐚çã𝐨 𝐞𝐬𝐜𝐚𝐥𝐚𝐫 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞 𝐚𝐱 𝟓 𝐦𝐬𝟐 Sua 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 𝐦é𝐝𝐢𝐚 durante os três primeiros segundos será de a 𝟏𝟐 𝟒 𝐤𝐦𝐡 b 𝟐𝟏 𝟔 𝐤𝐦𝐡 c 𝟏𝟔 𝟐 𝐤𝐦𝐡 d 𝟐𝟕 𝐤𝐦𝐡 e 𝟏𝟓 𝟐 𝐤𝐦𝐡 Questão 04 Certo trem começa a ser observado quando sua 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 é de 𝟑𝟎 𝐦𝐬 e ele mantém essa velocidade durante 𝟏𝟓 𝐬 logo após ele freia com 𝐚𝐜𝐞𝐥𝐞𝐫𝐚çã𝐨 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞 de módulo 𝟎 𝟐𝟓 𝐦𝐬𝟐 até 𝐩𝐚𝐫𝐚𝐫 numa estação O trem começou a ser observado quando estava distando da estação Física I I 20222 Disciplina FÍSICA GERAL e EXPERIMENTAL I I Professores Tutor Dr Jocel de Souza Rego AVALIAÇÃO 𝐌𝟐 Data limite 25112022 até às 2359 a 𝟒𝟓𝟎 𝐦 b 𝟗𝟎𝟎 𝐦 c 𝟏𝟑𝟓𝟎 𝐦 d 𝟏𝟖𝟓𝟎 𝐦 e 𝟐𝟐𝟓𝟎 𝐦 Questão 05 Para melhorar a mobilidade urbana na rede metroviária é necessário minimizar o tempo entre estações Para isso a administração do metrô de uma grande cidade adotou o seguinte procedimento entre duas estações a locomotiva parte do repouso com aceleração constante por um terço do tempo de percurso mantém a velocidade constante por outro terço e reduz sua velocidade com desaceleração constante no trecho final até parar Qual é o gráfico de posição eixo vertical em função do tempo eixo horizontal que representa o movimento desse trem a b c d e Questão 06 No instante em que o móvel 𝐏 passa pela origem de uma 𝐭𝐫𝐚𝐣𝐞𝐭ó𝐫𝐢𝐚 𝐫𝐞𝐭𝐢𝐥í𝐧𝐞𝐚 𝐜𝐨𝐦 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞 outro móvel 𝐐 parte dessa origem do 𝐫𝐞𝐩𝐨𝐮𝐬𝐨 com movimento uniformemente acelerado no mesmo sentido do movimento do móvel 𝐏 deslocandose nessa mesma trajetória Após 𝟖 𝐬 a 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 𝐞𝐬𝐜𝐚𝐥𝐚𝐫 desses móveis são 𝐢𝐠𝐮𝐚𝐢𝐬 e a 𝐝𝐢𝐬𝐭â𝐧𝐜𝐢𝐚 entre eles é 𝟔𝟐 𝐦 A 𝐚𝐜𝐞𝐥𝐞𝐫𝐚çã𝐨 do móvel 𝐐 vale a 𝟏 𝟎 𝐦𝐬𝟐 b 𝟏 𝟓 𝐦𝐬𝟐 c 𝟐 𝟎 𝐦𝐬𝟐 d 𝟐 𝟓 𝐦𝐬𝟐 e 𝟑 𝟎 𝐦𝐬𝟐 Questão 07 O gráfico do 𝐞𝐬𝐩𝐚ç𝐨 𝐞𝐦 𝐟𝐮𝐧çã𝐨 𝐝𝐨 𝐭𝐞𝐦𝐩𝐨 a seguir representa os movimentos de dois móveis 𝐀 e 𝐁 Observando o gráfico podese afirmar que a a 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 do móvel 𝐁 em 𝐭 𝟐𝐬 é nula b a velocidade do móvel 𝐀 quando 𝐭 𝟗𝐬 é 𝟕 𝐦𝐬 c a 𝐚𝐜𝐞𝐥𝐞𝐫𝐚çã𝐨 do móvel 𝐀 é sempre maior que a do móvel 𝐁 d em 𝐭 𝟐𝐬 e 𝐭 𝟗𝐬 a 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 do móvel 𝐀 é igual a 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 do móvel 𝐁 e em 𝐭 𝟎𝐬 a 𝐚𝐜𝐞𝐥𝐞𝐫𝐚çã𝐨 do móvel 𝐀 é 𝟏𝟔 𝐦𝐬𝟐 Questão 08 Dois blocos 𝐀 e 𝐁 estão em contato sobre uma mesa horizontal Uma força 𝐅 horizontal é aplicada ao bloco 𝐀 Se 𝐅𝐀𝐁 a intensidade da força que 𝐀 exerce em 𝐁 e 𝐅𝐁𝐀 a intensidade da força que 𝐁 exerce em 𝐀 conforme mostra a figura De acordo com as leis e Newton podemos afirmar que a 𝐅𝐀𝐁 𝐅𝐁𝐀 b 𝐅𝐀𝐁 𝐅𝐁𝐀 c 𝐅𝐀𝐁 𝐅𝐁𝐀 d 𝐅𝐀𝐁 𝐅𝐁𝐀 e 𝐅𝐀𝐁 𝐅𝐁𝐀 Questão 09 A figura a seguir mostra 𝐭𝐫ê𝐬 𝐭𝐫𝐚𝐣𝐞𝐭ó𝐫𝐢𝐚𝐬 𝐚 𝐛 e 𝐜 de uma bola de futebol que é chutada de um mesmo ponto O símbolo 𝐭 representa o tempo de permanência da bola no ar 𝐯𝟎𝐯 o módulo da componente vertical da velocidade inicial da bola e 𝐯𝟎𝐡 o módulo da componente horizontal da velocidade inicial Em relação a estas três grandezas físicas e considerandose as três trajetórias 𝐚 𝐛 e 𝐜 acima livres da resistência do ar podese concluir que a Os 𝐚𝐥𝐜𝐚𝐧𝐜𝐞𝐬 𝐦á𝐱𝐢𝐦𝐨𝐬 são iguais b As velocidades iniciais são iguais c Os 𝐭𝐞𝐦𝐩𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝐯𝐨𝐨𝐬 são iguais d As 𝐚𝐥𝐭𝐮𝐫𝐚𝐬 𝐦á𝐱𝐢𝐦𝐚𝐬 são iguais e Os â𝐧𝐠𝐮𝐥𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝐥𝐚𝐧ç𝐚𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨𝐬 são iguais QUESTÃO DISSERTATIVA Questão 10 Um brinquedo é constituído por um cano tubo em forma de 𝟑𝟒 de arco de circunferência de raio médio 𝐑 𝟎 𝟖𝟎 𝐦 posicionado num plano vertical como mostra a figura O desafio é fazer com que a bola 𝟏 ao ser abandonada de uma certa altura 𝐇 acima da extremidade 𝐁 entre pelo cano em 𝐀 bata na bola 𝟐 que se encontra parada em 𝐁 ficando nela grudada e ambas atinjam juntas a extremidade 𝐀 Desprezando os efeitos do ar e das forças de atrito e sabendo que as massas das bolas 𝟏 e 𝟐 são respectivamente 𝐦𝟏 𝟐 𝐤𝐠 e 𝐦𝟐 𝟒 𝐤𝐠 calcule a a velocidade 𝐯 com que as duas bolas grudadas devem sair da extremidade 𝐁 do tubo para atingir a extremidade 𝐀05 pontos b o valor de 𝐇 para que o desafio seja almejado 05 pontos Adote 𝐠 𝟏𝟎𝐦𝐬𝟐 Faça sua resposta com as justificativas incluindo os cálculos detalhadamente Resposta esperada V00 ax5ms2 t3s FUNÇÃO HORÁRIA DA VELOCIDADE ESCALAR EM MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO MUV VfV0at Vf035 Vf15 ms VELOCIDADE MÉDIA EM MUV VmVfVo2 1502 Vm 75 ms 75 ms x 3600 s1h x 1km1000m 1 1 75 x 36001000 kmh 27 kmh Transformação de ms para kmh Resposta LETRA D O trem está com 2 tipos de movimento no primeiro 15s ele mantém uma velocidade de V30ms assim d13015450m depois ele começa a desacelerar com a025ms2 até parar Vf0 assim Vf2Vi2 2aΔS2 0302 2025 ΔS2 90005 ΔS2 ΔS2 1800m A distância total é d1 ΔS2 450 1800 2250m Resposta LETRA E Podemos eliminar os gráficos de a1 c1 e d1 pois no segundo terço esse gráfico mostra que o trem está na porção constante quando na verdade é a velocidade que está constante No gráfico da letra b mostra que o trem está no último terço do percurso tendo uma tendência em manter sua posição parar enquanto o gráfico de d1 mostra que o trem está acelerando Resposta LETRA B Móvel P V ΔSPΔt ΔSP8 V ΔSP8 I Móvel Q parte do repouso ΔSQ V0Q t a2 t2 ΔSQ a2 t2 II Vt V0 a t Vt a t III Distância entre os móveis ΔSP ΔSQ 62 ΔSP ΔSQ 62 IV Com t 8s em II ΔSQ a 822 32a Inserindo em I V a t ΔSP8 a ΔSP64 ΔSQ 6264 32a 6264 a 64a 32a 62 32 a 62 a 6232 194 Resposta LETRA C a ERRADA A velocidade do móvel B é em t2s Vm 9270 77 1 ms A posição que é nula O móvel B tem velocidade constante ou seja a aceleração de B é nula b ERRADA Cálculo da equação do movimento de B Em t0 s2 VΔSΔt 9270 1 S 2 X Cálculo do movimento de A A é uma equação do segundo grau do tipo ax2 bx C a α2 bV0 e Cλ0 Pois α2 t2 V0 t λ0 R Em s 0 x 2 s 7 x 9 no caso x é o tempo t Em x 0 s 16 ax² bx c 16 a0² b0 c 16 c 16 a2² b2 16 0 2a b 8 a9² b9 16 7 9a b 1 8 2a 1 9a 8 2a 1 9a 7 7a a 1 b 10 a α2 b Vo 1 α2 α 2 ms² Vo 10 ms x² 10x 16 é a equação do segundo grau do corpo A So 16m V Vo αt V 10 29 V 10 18 V 8 ms 7 ms c CERTA A aceleração do móvel A é 2ms² e do bloco B é 0 d ERRADA A velocidade do móvel B é constante e vale 1ms A velocidade do móvel A em t9s foi calculada no item b e vale 7ms Em t2s V 10 22 V 10 4 V 6 ms OBS A posição do móvel A é igual a posição do móvel B em t2s e t9s como observou no gráfico e ERRADA A aceleração do móvel A é constante e vale 2ms² Resposta LETRA C 8 O módulo da força é igual de acordo com a terceira Lei de Newton LETRA A 9 a ERRADA Na figura mostra que os alcances máximos são diferentes b ERRADA Não deu informações sobre a velocidade c CERTA O tempo de subida é dado por ts Vo senθ g e é igual nas três situações por hmáx é igual d CERTA Analisando a figura observamos que hmáx é igual nas situações hmáx Vo senθ² 2g e ERRADA Os ângulos mudam observando a figura a A velocidade V só tem componente horizontal então no vertical ΔS g2 t² ΔS R R g2 t² t 2Rg no horizontal V Rt R2Rg V gR2 R 008 g 10 ms² V 008102 V 082 04 063 V 063 ms b Energia mecânica do sistema Em mgH Essa energia potencial é convertida em energia cinética imediatamente antes da colisão com m₂ m₁gH m₁Vi²2 Vi 2gH A colisão que ocorre é inelástica assim as bolas ficam grudadas Momento linear inicial m₁Vi Pi Pi Pf Momento linear final m₁ m₂V Pf m₁2gH m₁ m₂04 220H 2 404 20H 304 20H 904 H 90420 H 018 m