Prof. Ricardo BastosMétodo TEF-MED
← Todas as provas PISM

PISM 1 · 2016 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal de Juiz de Fora — 2º Dia

PISM 2016 · Módulo 1 · 2º dia — questões 11–15 objetivas. Enunciados e figuras conferidos nos originais da UFJF. Os arquivos fornecidos desta edição contêm apenas a prova objetiva.

11
Mecânica — Cinemática — Independência dos movimentos no lançamento horizontal

Galileu, em seu livro “Diálogo sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo”, apresentou a independência dos movimentos para, entre outras coisas, refutar a imobilidade da Terra. Em um de seus exemplos, ele descreve o seguinte: imagine um canhão na posição horizontal sobre uma torre, atirando paralelamente ao horizonte. Não importa se a carga da pólvora é grande ou pequena, e o projétil caia a 100m ou 500m, o tempo que os projéteis levam para chegar ao chão é o mesmo. (Texto adaptado do Livro Diálogo sobre os dois Principais Sistemas do Mundo). Em relação ao texto e à independência dos movimentos, julgue os itens abaixo:

I ) o texto apresenta uma ideia errada, pois a bala de canhão que percorre o maior trajeto permanece por maior tempo no ar;

II ) os tempos de lançamento das duas balas de canhão são os mesmos quando comparados ao tempo de queda de uma terceira bola que é abandonada da boca do canhão e cai até a base da torre;

III ) o texto não apresenta uma ideia correta sobre o lançamento de projéteis, pois quanto maior a carga, maior o tempo que a bala de canhão permanece no ar;

IV ) o movimento da bala de canhão pode ser dividido em dois movimentos independentes: um na vertical, e outro na horizontal.

Os seguintes itens são CORRETOS:

A)I, II e III
B)II e IV
C)II, III e IV
D)I, II e IV
E)I e IV
Alternativa correta: B
Resolução

Desprezando a resistência do ar e adotando a mesma altura inicial, a queda vertical satisfaz $h=gt^2/2$, portanto $t=\sqrt{2h/g}$. O tempo depende da altura e da gravidade, não da velocidade horizontal. A bola abandonada da boca do canhão também começa com velocidade vertical nula e leva o mesmo tempo. O movimento horizontal é independente do vertical. Assim, II e IV são verdadeiros, enquanto I e III são falsos.

Resposta: B

12
Mecânica — Cinemática — Velocidade média e tempo de propagação da luz

A sonda interplanetária New Horizons foi lançada de uma plataforma no Cabo Canaveral, nos Estados Unidos, no dia 19 de Janeiro de 2006, e demorou 83.000h (mais de nove anos!) para chegar a Plutão. Sabendo-se que as informações da sonda viajam à velocidade da luz e demoram cerca de 5,81h para chegar de Plutão à Terra, CALCULE a velocidade média da sonda no percurso Terra-Plutão. Considere a velocidade da luz como sendo $1\times10^9\,\mathrm{km/h}$.

A)$5,81\times10^3\,\mathrm{km/h}$
B)$7,0\times10^4\,\mathrm{km/h}$
C)$7,0\times10^6\,\mathrm{km/h}$
D)$7,0\times10^3\,\mathrm{km/h}$
E)$5,81\times10^4\,\mathrm{km/h}$
Alternativa correta: B
Resolução

Com os dados fornecidos, a distância é $d=c\Delta t_{luz}=(1\times10^9)(5,81)=5,81\times10^9\,\mathrm{km}$. Dividindo pelo tempo da sonda, $v_m=d/83000=7,0\times10^4\,\mathrm{km/h}$. O cálculo usa a distância Terra–Plutão estimada pelo tempo do sinal como o percurso da sonda, conforme a simplificação proposta; não reconstrói a trajetória real da missão.

Resposta: B

13
Mecânica — Dinâmica — Atrito estático máximo e força normal

Em relação às forças de atrito entre um bloco e uma superfície sobre a qual o mesmo repousa, assinale a afirmação CORRETA:

A)a força de atrito é diretamente proporcional à área da superfície de contato;
B)o coeficiente de atrito estático não depende da natureza da superfície;
C)a força de atrito máxima é diretamente proporcional ao módulo da força normal;
D)a força de atrito máxima é inversamente proporcional ao módulo da força normal;
E)uma vez que o bloco começa a deslizar, a força de atrito aumenta proporcionalmente à velocidade do bloco.
Alternativa correta: C
Resolução

No modelo de atrito seco de Coulomb, o atrito estático se ajusta à solicitação até o limite $f_{e,max}=\mu_e N$. Esse valor máximo é diretamente proporcional à normal. O coeficiente depende do par de superfícies e de suas condições. Nesse modelo, a área aparente não determina a força de atrito, e o atrito cinético não aumenta linearmente com a velocidade.

Resposta: C

14
Mecânica — Energia — Trabalho na subida de uma encosta

Segundo a Associação Brasileira de Nutrologia (ABRAN), a taxa metabólica basal (TMB) é o mínimo de energia necessária para manter as funções do organismo em repouso, tais como os batimentos cardíacos, a pressão arterial, a respiração e a manutenção da temperatura corporal. Em uma competição de corrida, um atleta de 70kg tem que subir uma montanha com uma inclinação de 60º e uma distância total de 1200m. Desprezando a taxa metabólica basal e as perdas por atrito, CALCULE qual deve ser a energia extra, ou seja, o trabalho extra realizado pelo corredor para chegar ao final da subida.

A)840000 J
B)730800 J
C)420000 J
D)365400 J
E)487200 J
Alternativa correta: B
Resolução

A distância de 1200 m é medida ao longo da encosta. O ganho de altura é $h=1200\sin60^\circ=1200(0,87)=1044\,\mathrm m$. Na interpretação da prova, sem perdas e sem variação líquida da energia cinética, o trabalho útil adicional é $W=mgh=70(10)(1044)=730800\,\mathrm J$. Esse é o ganho de energia potencial gravitacional no modelo proposto, não uma estimativa do gasto metabólico real do atleta.

Resposta: B

15
Mecânica — Dinâmica — Polia fixa e contrapeso acelerado

Doutor Botelho quer instalar um portão elétrico na garagem de sua casa. O sistema é composto de um contrapeso preso à extremidade de um cabo de aço de massa desprezível, que passa por uma polia, de massa também desprezível. A outra extremidade do cabo de aço é presa ao portão, como mostrado na figura. Sabendo-se que o portão possui uma massa de 100,0kg, qual deve ser a massa do contrapeso para que o portão suba com aceleração igual a 0,1g, sendo g a aceleração da gravidade? Desconsidere qualquer outra força externa realizada pelo motor do portão.

Polia fixa e contrapeso acelerado — figura original da questão 15, módulo 1
A)81,8 kg
B)122,2 kg
C)61,0 kg
D)163,6 kg
E)127,5 kg
Alternativa correta: B
Resolução

A polia fixa e o cabo ideais impõem acelerações de mesmo módulo: o portão sobe e o contrapeso desce. Para o portão de massa M = 100 kg, $T-Mg=Ma$. Para o contrapeso, $mg-T=ma$. Substituindo $a=0,1g$, obtemos $m(g-a)=M(g+a)$, portanto $m=100(1,1/0,9)\approx122,2\,\mathrm{kg}$.

Resposta: B

↑ Voltar ao topo