Prova Discursiva Fisíca Mecânica Gabarito

Questão 1/5 Um estudante no topo de um edifício joga uma bola com água verticalmente para baixo. A bola deixa a mão do estudante com uma velocidade de 6,0 m/s. A resistência do ar pode ser ignorada e a bola considerada em queda livre após o lançamento. Calcule a velocidade depois de 2s de queda Qual a distância percorrida nesses 2s? a) vf = vo + at vf = 6 + 9,8 (2) vf = 25,6 m/s b) Y = Yo + vo.t + (1/2) . a . t^2 Y = 0 + 6t + (9,8) (t)^2 Y = 6. (2) + (1/2) . 9,8 . (2)^2 Yo = 6t + (4,9) t^2 Yo = 6(2) + (4,9) (2)^2 Yo = 12 + 19,6 Yo = 31,6 m Resposta: 25,6 m/s e 31,6 m Questão 2/5 Um disco de hóquei com massa de 0,160 kg está em repouso na origem (x=0) em uma superfície horizontal sem atrito da pista. No instante t = 0, um jogador aplica sobre o disco uma força de 0,250 N paralela ao eixo Ox; ele continua a aplicar a força até t = 2,0s. Qual é a posição do disco no instante t = 2,0 s? PARTE 1 - achar a aceleração F = m . a 0,250 = 0,160 . a a = 1,56 m/s^2 PARTE 2 1ª forma de resolver x = xo + vo.t + 1/2 . a . t^2 x = 0 + 0 + (1/2) . 1,56.2^2 x = 3,125 ou 3,13 m 2ª forma de resolver Δx = vo.Δt + 1/2 . a . (tf - tof)^2 tf = 2 to = 0 xf = xo + (1/2). a.(tf-to)^2 xf = 0 xf = 0 + 1,56. (2)^2 xf = 1,56 . (2)^2 xf = 3,13 m Resposta: 3,13 m Questão 3/5 Um foguete transportando um satélite é acelerado verticalmente a partir da superfície terrestre. Após 1,15 s de seu lançamento, o foguete atravessa o topo de sua plataforma de lançamento a 63 m acima do solo. Depois de 4,75 s adicionais ele se encontra a 1,0 km acima do solo. Calcule o módulo da velocidade média do foguete para: a) O trecho de voo correspondente ao intervalo de 4,75 s b) Os primeiros 5,90s do seu voo. 1. O trecho de voo correspondente ao intervalo de 4,75 s? Solução: Obs: Temos que trabalhar na mesma unidade, segundo (SI). 1Km = 1000m Recordando a Fórmula da Velocidade Média: Vm = Δx / Δt Vm = x2-x1/4.75 Vm = 1000-63/4.75 Vm = 937m/4.75s Vm = 197,26 m/s Conclusão: O Módulo da velocidade média é de 197,26m/s, ou seja, a cada segundo há uma distancia percorrida de 197,26 m pelo foguete. b) Os primeiros 5,90s do seu voo. Solução: Obs: Temos que trabalhar na mesma unidade, segundo (SI). 1Km = 1000m Recordando a Fórmula da Velocidade Média: Vm = Δx / Δt Vm = 1000m/5,90s Vm = 169,49m/s Conclusão: O Módulo da velocidade média é de 169,49 m/s, ou seja, a cada segundo há uma distancia percorrida de 169,49 m pelo foguete. Resposta: Vm = 197,26 m/s e Vm = 169,49m/s Questão 4/5 Um móvel, cuja posição inicial é Xo= - 2 m, se desloca a favor da trajetória, em movimento constante, com velocidade média de 72 km/h. a) Modelar a equação horária das posições verso o tempo x (t) b) Determinar o instante em que o móvel passa pela posição 38 m c) Determinar a posição do móvel em t= 8s a) x = xo + v . t x = -2 + 20 . t b) 38 = -2 + 20 . t 38 + 2 = 20 . t 40 = 20 . t t = 40 / 20 t = 2 s c) x = -2 + 20 . t x = -2 + 20 . 8 x = 158 m Questão 5/5 Um bloco (bloco A) está em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito e amarrado com uma corda leve. A corda horizontal passa por uma polia sem atrito e de massa desprezível, e um outro bloco está suspenso na outra ponta. Quando os blocos são soltos, a tensão na corda é de 16,0 N. a) Construa uma tabela variando a massa do bloco A de mA= 5kg até mA=9 kg e determine a aceleração para cada uma dessas massas. b) Explique como e porque a aceleração se comporta conforme verificado na tabela. Utilize a fórmula aplicada no exercício como embasamento para a sua explicação. Massa (Bloco A) | Massa (kg) | Aceleração (m/s²) -----------------|------------|------------------ m1 | 5.0 | 3.2 m2 | ? | 2.7 m3 | ? | 2.29 m4 | ? | 2.0 m5 | 9.0 | 1.78 Resposta b) a força resultante que atua no bloco de massa mA é a tração T=16N e segundo a 2ª Lei de Newton F=m.a, se mantivermos a constante a mesma, a aceleração deve diminuir, ou conforme a segunda lei de Newton, representada pela fórmula F=m.a, a aceleração é inversamente proporcional à massa do bloco A, ou seja, a aceleração do sistema diminui com o aumento da massa conforme verificado na tabela.