1ª série do Ensino Médio · Questões de Física 45 a 52.
Em testes de resistência a quedas, controles remotos são soltos em queda livre, contra um piso de concreto, a 1,8 m de altura. Considerando desprezível a resistência do ar e sendo a aceleração da gravidade 10 m/s2, o módulo da velocidade com que o controle remoto toca o chão é
v² = 2gh = 2 × 10 × 1,8 = 36. Portanto, v = 6 m/s. Alternativa D.
O gráfico representa a posição s (m) de um corpo em função do tempo t (s), enquanto o corpo realiza um movimento retilíneo.
Para movimentos como esse, a função horária que representa as posições em função do tempo tem o aspecto s = s0 + v ∙ t, sendo s0 a posição medida em metros e v a velocidade medida em metros por segundo. A função horária que representa corretamente o movimento representado no gráfico é
O gráfico começa em s₀ = 12 m e chega a s = 0 em 6 s. A velocidade é (0 − 12)/6 = −2 m/s, portanto s = 12 − 2t. Alternativa E.
Uma pessoa retira um saco de arroz de uma sacola que está no chão e o deposita no alto de uma prateleira. No final desse procedimento, comparado com o momento inicial, para o saco de arroz, a energia mecânica , a energia potencial gravitacional e a energia cinética . As expressões que completam corretamente as lacunas na ordem em que aparecem são:
O saco está em repouso inicialmente e ao final, de modo que sua energia cinética permanece nula. Ao subir, sua energia potencial gravitacional aumenta e, consequentemente, sua energia mecânica também. Alternativa D.
Uma esfera de aço é abandonada, a partir do repouso, em diferentes situações. Assinale a alternativa na qual a força resultante sobre essa esfera será diferente de zero.
No plano inclinado, existe componente do peso paralela à superfície que não é anulada pela normal; a força resultante é diferente de zero. Nas demais montagens, a esfera pode permanecer em equilíbrio. Alternativa B.
A lixadeira de fita é uma ferramenta utilizada em marcenaria para dar acabamento na madeira após ter sido cortada. É constituída por dois cilindros que mantêm tensa uma fita coberta com material abrasivo. Um desses cilindros gira livremente em seu eixo, enquanto o outro tem seu eixo conectado a uma polia A que se conecta, por meio de uma correia montada cruzada, a uma polia B, presa a um motor elétrico, conforme a figura 1. Figura 1
Figura 2
Se a polia do motor (polia B) for trocada por outra de diâmetro maior e a correia for montada sem ser cruzada, como mostra a figura 2, o ponto P, indicado na figura, terá sua velocidade linear, relativamente à montagem original,
Mantida a rotação do motor, aumentar o raio de B aumenta a velocidade da correia e da lixa. Ao trocar a correia cruzada pela não cruzada, inverte-se o sentido da rotação transmitida a A. O ponto P fica mais rápido e move-se para a esquerda. Alternativa E.
A caixa preta de aviões é um dispositivo gravador de dados que ajuda na compreensão dos fatores que conduziram o avião ao acidente. Esses dispositivos podem resistir a acelerações de 33 km/s2. Em relação ao valor 9,8 m/s2, que corresponde ao valor da aceleração da gravidade, a aceleração que uma caixa preta pode suportar é, aproximadamente,
33 km/s² = 33 000 m/s². Dividindo por 9,8, obtém-se aproximadamente 3 367, arredondado para 3 400. Alternativa B.
O peso de 13 000 N da cabine de um elevador é aliviado pela ação do contrapeso de 9 000 N a que está atrelado, conforme indica a figura. Quando a cabine desce até o fundo do poço e está livre da ação do motor, sua base toca uma grande mola que é comprimida, encolhendo-se 5 cm. Considere que o peso do cabo e os atritos envolvidos são desprezíveis.
A constante elástica dessa mola tem valor
Ressalva editorial (AMB): Distinguir deformação de equilíbrio de compressão máxima durante impacto.
No equilíbrio estático, a tração transmitida pelo contrapeso é 9 000 N. A mola equilibra 13 000 − 9 000 = 4 000 N; k = 4 000/0,05 = 80 000 N/m, alternativa D. Se os 5 cm fossem compressão máxima de uma cabine em movimento, seria necessário conhecer a energia cinética. A resposta oficial pressupõe equilíbrio estático.
Considere dois corpos esféricos e pequenos de massas m1 e m2, separados entre si por uma distância d. A força gravitacional entre esses corpos se mantém inalterada quando a massa de m1 é
F = Gm₁m₂/d². Dobrar ambas as massas multiplica o numerador por quatro; dobrar a distância multiplica o denominador por quatro. A força permanece igual. Alternativa C.