Provas Anteriores | UNIUBE PIAS 2021 · 1ª Etapa | Física

Q25

Dinâmica — Leis de Newton — Princípio da Inércia

Um cavalo em movimento durante um passeio avista um objeto e freia bruscamente. A pessoa que estava no cavalo sofre um acidente, de acordo com a imagem a seguir.

Cavalo freando bruscamente e cavaleiro sendo projetado para a frente

Fisicamente, a imagem acima está relacionada à

A)Primeira Lei de Newton.

B)Lei de Arquimedes.

C)Lei das Órbitas.

D)Lei de Ohm.

E)Segunda Lei de Kepler.

Gabarito oficial — PIAS 2021 — 1ª Etapa

A

Resolução

Quando o cavalo freia bruscamente, sua velocidade diminui, mas o corpo do cavaleiro tende a manter o estado de movimento que possuía imediatamente antes da freada.

Essa tendência de conservar o estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme é a inércia, descrita pela Primeira Lei de Newton.

Alternativa A.

Q26

Gravitação — Leis de Kepler — Lei das Áreas

As leis do movimento planetário de Kepler descrevem os movimentos dos planetas ao redor do Sol e dos satélites ao redor dos planetas, as quais são detalhadas em 3 leis: lei das órbitas elípticas, lei das áreas e lei dos períodos.

Órbita elíptica de um planeta em torno do Sol, com periélio e afélio indicados

Com base na imagem acima e nas leis de Kepler, assinale a alternativa correta.

A)O planeta possui o menor valor de velocidade linear quando se encontra no periélio.

B)O planeta possui o maior valor da velocidade linear quando se encontra no afélio.

C)O segmento (raio vetor) que une o Sol a um planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais, de acordo com a 2ª lei de Kepler.

D)Os planetas giram em torno do Sol em uma órbita circular com o Sol ocupando o centro da órbita, de acordo com a 1ª Lei.

E)O cubo do período de revolução de um planeta ao redor do Sol é proporcional ao quadrado do semieixo maior da elipse que representa a órbita do planeta num referencial fixo no Sol, conforme a 3ª lei de Kepler.

Gabarito oficial — PIAS 2021 — 1ª Etapa

C

Resolução

A 2ª Lei de Kepler, ou Lei das Áreas, afirma que o segmento que une o Sol ao planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais.

Isso também implica que o planeta se move mais rapidamente quando está mais próximo do Sol, no periélio, e mais lentamente quando está mais distante, no afélio.

A 1ª Lei estabelece órbitas elípticas com o Sol em um dos focos. Já a 3ª Lei relaciona o período $T$ e o semieixo maior $a$ por $T^2\propto a^3$.

Alternativa C.

Q27

Cinemática — Movimento Uniformemente Variado — Aceleração

Parque fecha montanha-russa mais rápida após pessoas se fraturarem. Ao menos seis pessoas sofreram fraturas no brinquedo, que acelera de $0$ a $180\text{ km/h}$ em $1{,}56\text{ s}$, um recorde mundial. Uma montanha-russa que se orgulha da aceleração insana e da velocidade descrita como “mortal” foi fechada temporariamente por causar fraturas nas costas e pescoço dos que a experimentaram.

A Do-Dodonpa, inaugurada em 2001 no Parque Temático Fuji-Q, acelera de $0$ a $180\text{ km/h}$ em $1{,}56\text{ s}$, um recorde entre montanhas-russas. A aceleração é similar à esperada do novo Tesla Roadster, que segundo Elon Musk irá de $0$ a $100\text{ km/h}$ em $1{,}1\text{ s}$.

Disponível em: <https://noticias.r7.com/hora-7/parque-fecha-montanha-russa-mais-rapida-apos-pessoas-se-fraturarem>. Acesso em 04 out. 2021.

Considere a experiência na montanha russa como um movimento uniformemente variado. Nessas condições, a aceleração desenvolvida da montanha russa Do-Dodonpa, em metros por segundo ao quadrado, é, aproximadamente,

A)$9{,}4\text{ m/s}^2$

B)$18\text{ m/s}^2$

C)$25\text{ m/s}^2$

D)$32\text{ m/s}^2$

E)$39\text{ m/s}^2$

Gabarito oficial — PIAS 2021 — 1ª Etapa

D

Resolução

Primeiro, convertemos a velocidade final:

$180\text{ km/h}=\dfrac{180}{3{,}6}=50\text{ m/s}$.

Como a montanha-russa parte do repouso, a variação de velocidade é $50\text{ m/s}$. Assim,

$a=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}=\dfrac{50}{1{,}56}\approx32{,}1\text{ m/s}^2$.

Portanto, a aceleração é aproximadamente $32\text{ m/s}^2$.

Alternativa D.