Fisica 1 exercicios gabarito 23

1. EExxeerrccíícciioo 2233
Uma bolinha de massa m = 200 g é largada do
repouso de uma altura h, acima de uma mola ideal, de
constante elástica k = 1240 N/m, que está fixada no piso
(ver figura). Ela colide com a mola comprimindo-a por
Δx = 10 cm. Calcule, em metros, a altura inicial h.
Despreze a resistência do ar.
Uma pequena esfera de aço está em repouso, presa
por um fio ideal de 1,6 m de comprimento a um suporte
fixo. Num determinado instante, dá-se um impulso à
esfera, de modo que ela adquira uma velocidade
horizontal
0, como ilustra a figura.
Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s
2
.
Calcule o módulo de
0
para que, no ponto mais alto
da trajetória, o módulo da tensão no fio seja igual à
metade do peso da esfera.
A figura mostra o perfil JKLM de um tobogã, cujo
trecho KLM é circular de centro em C e raio R=5,4m.
Uma criança de 15kg inicia sua descida, a partir do
repouso, de uma altura h=7,2m acima do plano
horizontal que contém o centro C do trecho circular.
Considere os atritos desprezíveis e g=10m/s
2
.
a) Calcule a velocidade com que a criança passa pelo
ponto L.
b) Determine a direção e o sentido da força exercida pelo
tobogã sobre a criança no instante em que ela passa
pelo ponto L e calcule seu módulo.
Uma pequena esfera metálica, suspensa por um fio
ideal de comprimento la um suporte, está oscilando
num plano vertical, com atritos desprezíveis, entre as
posições extremas, A e B, localizadas a uma altura h =
l/2 acima do ponto mais baixo C de sua trajetória, como
ilustra a figura a seguir.
Considere g = 10m/s
2
.
a) Calcule o módulo da aceleração da esfera nos
instantes em que ela passa pelos pontos A e B.
b) Calcule o módulo da aceleração da esfera nos
instantes em que ela passa pelo ponto C.
A figura mostra o perfil de um trilho vertical JKLM cujo
trecho KLM é circular de centro em C e raio R.
Questão05
Questão04
Questão03
V
r
V
r
Questão02
Questão01
1
DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA I - Módulo 23 (Exercício 23)
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2. Um bloco de pequenas dimensões é abandonado a
uma altura h=R/2 acima do plano horizontal que contém
o centro C e passa a deslizar sobre o trilho com atrito
desprezível.
a) Determine a direção e o sentido da velocidade do
bloco no instante em que ele passa pelo ponto L e
calcule seu módulo em função de R e da aceleração da
gravidade g.
b) Determine a direção e o sentido da resultante das
forças que atuam sobre o bloco no instante em que ele
passa pelo ponto L (informando o ângulo que ela forma
com a horizontal) e calcule seu módulo em função da
massa m do bloco e da aceleração da gravidade g.
Um trapezista, de 70 kg, se solta do ponto de maior
amplitude do movimento do trapézio, caindo
verticalmente de uma altura de 9,0 m na direção de uma
rede de segurança. A rede se distende em 1,8 m e lança-
o de volta ao ar.
Supondo que nenhuma energia foi dissipada por
forças não-conservativas, calcule a energia potencial da
rede totalmente distendida.
Um carro de massa m sobe uma ladeira de altura h.
Durante a subida, seu motor gasta uma energia igual a
mgh. Então, pode-se dizer que:
a) no topo da ladeira, a velocidade do carro aumentou.
b) no topo da ladeira, a velocidade do carro diminuiu.
c) no topo da ladeira, a velocidade do carro permaneceu
constante.
d) no topo da ladeira, a velocidade do carro é nula.
e) o carro não conseguiu chegar ao topo.
Suponha que o coração, em regime de baixa
atividade física, consiga bombear 200 g de sangue,
fazendo com que essa massa de sangue adquira uma
velocidade de 0,3 m/s e que, com o aumento da
atividade física, a mesma quantidade de sangue atinja
uma velocidade de 0,6 m/s.
O trabalho realizado pelo coração, decorrente desse
aumento de atividade física, em joules, corresponde ao
produto de 2,7 por:
a) 10
-2
b) 10
-1
c) 10
1
d) 10
2
O projeto de transposição do rio São Francisco, ora
em discussão, implicará a necessidade de se elevar 280
m3 de água por segundo até uma altura de 160 m. Sabe-
se que a massa de um litro d'água é um quilograma.
Indique a alternativa que especifica o valor mais
próximo da potência necessária para esse fim, medida
em watts.
a) 1,7 × 10
b) 1,7 × 10
6
c) 0,45 × 10
6
d) 0,45 × 10
9
e) 1,7 × 10
4
No ano de 2008, a usina hidrelétrica de Itaipu
produziu 94.684.781 MWh (megawatts-hora) de energia.
Se o poder calorífico do petróleo é igual a 0,45 x 10
8
J/kg,
a massa de petróleo necessária para fornecer uma
quantidade de energia igual à produzida por Itaipu em
2008 é, aproximadamente, igual a
Dados: 1 W = 1J/s
1 MW = 10
6
W
1 tonelada = 10
3
kg
a) 2 mil toneladas.
b) 45 mil toneladas.
c) 450 mil toneladas.
d) 7,5 milhões de toneladas.
e) 95 milhões de toneladas.
GGAABBAARRIITTOO
E(gravitacional) = E(elástica)
m.g.(h + x) =
0,2.10.(h + 0,1) = 1240 .
2.(h + 0,1) = 6,2
h + 0,1 = 3,1
h = 3 m.
a) 6 m/s
b) N = 50 newtons, direção vertical e para cima.
a)
b)
ga=
r
22
/310/3 smsmga ==
r
Questão04
Questão03
sm/54
Questão02
2
(0,1)
2
2
k.x
2
Questão01
Questão10
Questão09
Questão08
Questão07
Questão06
F
r
V
r
2
DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA I - Módulo 23 (Exercício 23)
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3. a) Sua velocidade em L tem direção vertical, sentido de
baixo para cima e módulo
b) faz 45° com a horizontal, aponta de L para K e tem
módulo dado por mg.
7,56 × 10
3
J
Letra C.
Letra A.
Letra D.
Letra D.
Dados:E=94.684.781 MWh 9,5x 10
7
MWh=9,5 x 10
13
Wh;
L = 0,45 x 10
8
J/kg.
Transformando essa quantidade de energia em
joules:
E=9,5x10
13
Wh=(9,5x10
13
W)x(3,6 x 10
3
s) = 3,4 x 10
17
J
Para o Petróleo:
m=7,5 milhões de toneladas.
⇒====⇒= toneladasxkgx
x
x
L
E
mmLE
69
8
17
105,7105,7
1045,0
104,3
≅
Questão10
Questão09
Questão08
Questão07
Questão06
2
F
r
()gR
Questão05
3
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