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resolução de questões de física

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  • 1. (UNICAMP-2014-MODELO ENEM) Em junho de 2012 foiobservada, da Terra, a passagem de Vnus em frente ao disco solar,conhecida como trnsito de Vnus. A velocidade escalar mdia deVnus, em seu movimento em torno do Sol, de 35 km/s, e o raio desua rbita, aproximadamente circular, igual a 1,1 x 108 km. Consi -derando-se 1 dia 86 000 s, e = 3, o tempo que Vnus leva paracompletar uma volta em torno do Sol mais prximo dea) 37 dias. b) 220 dias. c) 690 dias.d) 790 dias. e) 800 dias.

    RESOLUO:

    V = =

    T = = (s)

    T = . 108s = . d

    T 2,19 . 102d

    Resposta: B

    2. (UNICAMP-2014-MODELO ENEM) As mquinas cortadeiras ecolheitadeiras de cana-de-acar podem substituir dezenas detrabalhadores rurais, o que pode alterar de forma significativa a relaode trabalho nas lavouras de cana-de-acar. A p cortadeira da mquinailustrada na figura abaixo gira em movimento circular uniforme a umafrequncia de 300 rpm.

    A velocidade escalar linear de um ponto extremo P da p vale(Considere = 3) a) 9,0m/s b) 15m/s c) 18m/s d) 60m/s e) 80m/s

    RESOLUOTemos: R = 0,60m

    f = 300rpm = Hz = 5,0Hz

    = 3

    V = 2Rf

    V = 2 . 3 . 0,60 . 5,0m/s

    Resposta: C

    MDULO 21

    MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME I

    st

    2R

    T

    2R

    V

    2 . 3 . 1,1 . 1011

    35 . 103

    6,635

    1088,6 . 104

    6,635

    T 219d

    30060

    V = 18m/s

    105

    FS

    ICA

    A

    FRENTE 1 MECNICA

    C3_A_Curso_Fisica_Alelex_2014 19/03/14 11:28 Pgina 105

  • 3. (UEA-2014) Dois objetos, A e B, esto ligados por um cabo rgidoe descrevem movimento circular uniforme. As distncias dos objetosao centro comum C da rbita esto representadas na figura.

    As razes entre as velocidades escalares lineares e os mdulos

    das aceleraes centrpetas so, respectivamente,

    a) 2 e 4 b) 1 e 2 c) 1 e 1 d) 2 e 1 e) 2 e 2

    RESOLUO:1) Os objetos A e B tm a mesma velocidade angular .

    2) A velocidade escalar linear V dada por:

    V = R

    Como RB = 2RA VB = 2VA

    3) O mdulo da acelerao centrpeta dado por:a = 2 R

    Como RB = 2RA aB = 2aA

    Resposta: E

    4. Um satlite estacionrio da Terra, utilizado em telecomunicaes,tem rbita circular em torno do centro da Terra com raio R = 4,3 . 107me est em repouso em relao a um referencial fixo no solo terrestre .Tal satlite tem sua rbita contida no plano equatorial da Terra e movi -mento uniforme em relao a um referencial fixo no centro da Terra.a) Cite uma cidade brasileira acima da qual poderia ficar um satlite

    estacionrio.b) Qual o perodo de translao T, em horas, do satlite estacionrio

    em torno do centro da Terra?c) Considerando-se a durao do dia terrestre igual a 8,6 . 104s, qual o

    mdulo V, em km/s, da velocidade de translao do satliteestacionrio em torno de centro da Terra? Adote = 3.

    d) Qual o mdulo aC, em m/s2, da acelerao centrpeta do satlite

    estacionrio em seu movimento em torno do centro da Terra?

    RESOLUO:a) Macap, que est na linha do equador terrestre.

    b) T = 24h: igual ao perodo de rotao da Terra.

    c) V = = = (m/s)

    d) ac = = (m/s2)

    Respostas: a) Macap b) T = 24hc) V = 3,0km/s d) ac = 0,21m/s

    2

    V = 3,0 . 103m/s2 . 3 . 4,3 . 107

    8,6 . 1042R

    T

    st

    V = 3,0km/s

    ac = 0,21m/s29,0 . 10

    64,3 . 107

    V2R

    VBVA

    aBaA

    VB = 2VA

    aB = 2aA

    106

    FSIC

    A A

    C3_A_Curso_Fisica_Alelex_2014 19/03/14 11:28 Pgina 106

  • 5. O Brasil pode transformar-se no primeiro pas dasAm ricas a entrar no seleto grupo das naes quedispem de trens-bala. O Ministrio dos Transportes

    prev o lanamento do edital de licitao internacional para a construoda ferrovia de alta velocidade Rio-So Paulo. A viagem ligar os 403,2quilmetros entre a Central do Brasil, no Rio, e a Estao da Luz, nocentro da capital paulista, em uma hora e 24 minutos (isto , 1,4 h).

    Disponvel em http://oglobo.globo.com.Acesso em: 14jul 2009.

    Devido alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolhado trajeto que ser percorrido pelo trem o dimensionamento dascurvas. Considerando-se que uma acelerao lateral confortvel para ospassageiros e segura para o trem seja de 0,1g, em que g o mdulo daacelerao da gravidade (considerado igual a 10m/s2), e que a velocidadeescalar do trem se mantenha constante em todo o percurso, seriacorreto prever que as curvas existentes no trajeto deveriam ter raio decurvatura mnimo dea) 80m b) 430m c) 800m d) 1600m e) 6 400m

    RESOLUO:1) A velocidade ter mdulo V dado por:

    V =

    s = 403,2km e t = 1,4h

    V = = 288

    V = m/s = 80m/s

    2) Na curva, o trem ter uma acelerao centrpeta de mdulo:

    acp = 0,1g =

    0,1 . 10 =

    Da qual:

    Resposta: E

    1. (UERJ-2014) Uma mquina possui duas engrenagens circulares,sendo a distncia entre seus centros A e B igual a 11,0cm, como mostrao esquema:

    Sabe-se que a engrenagem menor d 1000 voltas no mesmo tempo emque a maior d 375 voltas, e que os comprimentos dos dentes de ambastm valores desprezveis.A medida, em centmetros, do raio da engrenagem menor equivale a:a) 2,5 b) 3,0 c) 3,5 d) 4,0 e) 5,0

    RESOLUO:1) As velocidades lineares so iguais:

    VA = VB

    2 fA . RA = 2 fB . RB

    fA RA = fB RB

    . RA = . RB

    375 . RA = 1000 . RB

    2) RA + RB = 11,0cm

    + RB = 11,0

    1000 RB + 375RB = 4125 1375 RB = 4125

    Resposta: B

    MDULO 22

    MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME II

    st

    kmh

    403,2km

    1,4

    288

    3,6

    V2R

    V2R

    (80)2

    R

    R = 6400m

    nBt

    nAt

    RB = 0,375RA

    1000 RB375

    RB = 3,0cm

    107

    FS

    ICA

    A

    C3_A_Curso_Fisica_Alelex_2014 19/03/14 11:28 Pgina 107

  • 2. -2013 Para serrar ossos e carnes congeladas, umaougueiro utiliza uma serra de fita que possui trspolias e um motor. O equipamento pode ser montado

    de duas formas diferentes, P e Q. Por questo de segurana, neces -srio que a serra possua menor veloci dade linear.

    Por qual montagem o aougueiro deve optar e qual a justificativa destaopo?a) Q, pois as polias 1 e 3 giram com velocidades lineares iguais em

    pontos perifricos e a que tiver maior raio ter menor frequncia.b) Q, pois as polias 1 e 3 giram com frequncia iguais e a que tiver

    maior raio ter menor velocidade linear em um ponto perifrico.c) P, pois as polias 2 e 3 giram com frequncias diferentes e a que tiver

    maior raio ter menor velocidade linear em um ponto perifrico.d) P, pois as polias 1 e 2 giram com diferentes velocidades lineares em

    pontos perifricos e a que tiver menor raio ter maior frequncia.e) Q, pois as polias 2 e 3 giram com diferentes veloci dades lineares em

    pontos perifricos e a que tiver maior raio ter menor frequncia.

    RESOLUO:Polias ligadas por correia ou corrente tm velocidades linearesperifricas iguais e frequncias inversamente proporcionais aosrespectivos raios.Polias solidrias (ligadas ao mesmo eixo central) giram juntas comfrequncias iguais.Na montagem P, as polias (2) e (3) tm frequncias iguais (f3 = f2):

    A velocidade linear da serra ser dada por:VP = 3 R3 = 2 f3 R3 = 2 f2 R3

    Na montagem Q, teremos f2 = f3 e = e f2 = f1

    A velocidade linear de serra ser dada por:

    VQ = 2 R2 = 2 f2 R2

    = . = 2

    Como R2 < R3 e a montagem Q deve ser escolhida.

    Resposta: A

    3. Na figura, representamos a roda traseira (Z) e o siste ma deengrenagem de uma bicicleta, com a coroa (X) e a catraca (Y).

    As rodas da bicicleta tm raio de 50cm, a coroa tem raio de 12cm e acatraca tem raio de 4,0cm.O ciclista imprime ao pedal uma frequncia constante de 1,0Hz (umapedalada por segundo).Determinea) a frequncia com que gira a coroa;b) a frequncia com que gira a catraca;c) a frequncia com que giram as rodas da bicicleta;d) o mdulo da velocidade da bicicleta, supondo-se que as rodas no

    derrapem. Adote 3.

    RESOLUO:a) A coroa gira com a mesma frequncia do pedal: 1,0Hz.b) Como a coroa e a catraca esto ligadas pela corrente, resulta

    = =

    c) A roda traseira gira com a mesma frequncia da catraca (

    solidria catraca):

    d) A velocidade da bicicleta dada por

    V = = = 2 fr R

    V = 2 . 3 . 3,0 . 0,5 (m/s)

    Respostas: a) 1,0Hz b) 3,0Hz c) 3,0Hz d) 9,0m/s

    fCAfCO

    RCORCA

    fCA1,0

    124,0

    fCA = 3,0Hz

    fr = fCA = 3,0Hz

    st

    2R

    T

    f2 R1 = f1 R2

    R1VP = 2 f1 . R3R2

    f3 f1

    R1 R3

    R1 R3

    R1VQ = 2 f1 . R2R3

    VQ VP

    R2 R3

    R2 R3

    VQ < VP

    V = 9,0m/s

    R2 R3

    108

    FSIC

    A A

    C3_A_Curso_Fisica_Alelex_2014 19/03/14 11:28 Pgina 108

  • 4. (FUVEST-TRANSFERNCIA-2014) Para suportar aceleraeselevadas, um piloto de caa foi treinado em uma grande centrfuga comfrequncia de 20 rotaes por minuto (rpm). A figura mostra o compor -tamento do mdulo da acelerao angular da centrfuga, em funodo tempo, desde t = 0 at o instante t = 14s, em que ela adquire afrequncia de 20 rpm.

    O valor mximo do mdulo da acelerao, m, prximo dea) 0,15 rad/s2 b) 0,25 rad/s2 c) 0,70 rad/s2

    d) 15 rad/s2 e) 25 rad/s2

    RESOLUO:1) = rea ( x t)

    = (14 + 2) = 8m

    2) 0 = 0 e f = 2f = 6 . = 2,0 rad/s

    = 8m2,0 = 8m

    Resposta: B

    5. (UFSC-2014-MODELO ENEM) O trator tobata utilizado no meiorural para diver sas tarefas: transportar carga, roar, arar e semear. Paracada funo, conecta-se a ele determinado implemento. Na figura 1,temos um tobata que funcionar como roadeira. O funcionamento doimplemento se d por meio do acoplamento de polias, como mostra afigura 1 e, de maneira esquemtica, a figura 2.

    Com base no exposto, correto afirmar quea) as polias A e C giram em sen