Prova UPE SSA1 2012 — Física com Gabarito e Resolução

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MECÂNICA — TRABALHO — ATRITO

Texto para as questões 23 a 26: Um ciclista se inscreveu para uma competição regional cujo trajeto vai de Recife até Caruaru. Considere que o trajeto seja retilíneo, de 100 km. O coeficiente de atrito entre a bicicleta e o chão é de 0,5. O sistema ciclista+bicicleta+acessórios pode ser visto como um ponto material que possui peso igual a 100 N.

Assinale a alternativa que indica o trabalho realizado pela força de atrito ao término desse trajeto.

A)10 MJ

B)5 MJ

C)1 MJ

D)500 kJ

E)5 kJ

Gabarito oficial — SSA 1 2012

B

No modelo adotado pelo gabarito, Fat = μP = 0,5 × 100 = 50 N e |W| = 50 × 100000 = 5 MJ. O trabalho do atrito resistente seria −5 MJ, mas todas as alternativas trazem valores positivos: B corresponde ao módulo. Além disso, o atrito estático de uma roda rolando sem deslizar não realiza esse trabalho dissipativo; o enunciado simplifica o modelo.

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MECÂNICA — QUANTIDADE DE MOVIMENTO — PERDA DE MASSA

Texto para as questões 23 a 26: Um ciclista se inscreveu para uma competição regional cujo trajeto vai de Recife até Caruaru. Considere que o trajeto seja retilíneo, de 100 km. O coeficiente de atrito entre a bicicleta e o chão é de 0,5. O sistema ciclista+bicicleta+acessórios pode ser visto como um ponto material que possui peso igual a 100 N.

Esse ciclista prendeu, em sua bicicleta, duas garrafas de energético, cada uma com peso de 0,5 N. Durante o trajeto, as garrafas caíram juntas, no caminho. Imediatamente após esse momento, o que se pode afirmar sobre a velocidade da bicicleta em relação à velocidade imediatamente anterior?

A)Aumenta em 10%

B)Diminui em 1%

C)Permanece a mesma.

D)Diminui em 10%

E)Aumenta em 1%

Gabarito oficial — SSA 1 2012

E

O gabarito definitivo indica E, aumento de 1%. Essa resposta resulta de conservar artificialmente a quantidade de movimento apenas do conjunto restante: vnovo/vantigo = 100/99 ≈ 1,01. Contudo, as garrafas que se soltam levam sua própria quantidade de movimento. Sem impulso horizontal, a velocidade imediatamente após a queda permanece igual, alternativa C. A divergência do modelo é registrada sem alterar o gabarito oficial.

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MECÂNICA — DINÂMICA — FRENAGEM POR ATRITO

Texto para as questões 23 a 26: Um ciclista se inscreveu para uma competição regional cujo trajeto vai de Recife até Caruaru. Considere que o trajeto seja retilíneo, de 100 km. O coeficiente de atrito entre a bicicleta e o chão é de 0,5. O sistema ciclista+bicicleta+acessórios pode ser visto como um ponto material que possui peso igual a 100 N.

Se as engrenagens dessa bicicleta se partissem, provocando o travamento das rodas, qual a distância em que o ciclista pararia, considerando que sua velocidade imediatamente antes do incidente fosse de 30 m/s? (Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s²)

A)10 m

B)50 m

C)70 m

D)90 m

E)150 m

Gabarito oficial — SSA 1 2012

D

Com as rodas travadas, a desaceleração tem módulo μg = 0,5 × 10 = 5 m/s². Pela equação v² = v₀² − 2ad, d = 30²/(2 × 5) = 90 m.

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MECÂNICA — GRAVITAÇÃO — MASSA E PESO

Texto para as questões 23 a 26: Um ciclista se inscreveu para uma competição regional cujo trajeto vai de Recife até Caruaru. Considere que o trajeto seja retilíneo, de 100 km. O coeficiente de atrito entre a bicicleta e o chão é de 0,5. O sistema ciclista+bicicleta+acessórios pode ser visto como um ponto material que possui peso igual a 100 N.

Imaginando que fosse realizada uma competição similar na Lua, o que se pode afirmar sobre o sistema ciclista+bicicleta+acessórios?

A)O peso do sistema aumenta.

B)A massa do sistema fica maior.

C)O peso do sistema diminui.

D)A massa do sistema fica menor.

E)Nada se altera.

Gabarito oficial — SSA 1 2012

C

A massa do sistema não depende do local. O peso P = mg diminui na Lua porque a aceleração da gravidade lunar é menor.

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MECÂNICA — CINEMÁTICA — VELOCIDADE MÉDIA

Um objeto se desloca de um ponto A para um ponto B. Durante a metade do tempo de trajeto, o objeto se desloca com velocidade V, e a outra metade, com velocidade V’. Assinale a alternativa que expressa a velocidade média desse objeto em todo o deslocamento.

A)V + V′

B)VV′/[2(V + V′)]

C)2VV′/(V + V′)

D)2(V + V′)

E)(V + V′)/2

Gabarito oficial — SSA 1 2012

E

Os dois trechos duram t/2. O deslocamento total é Vt/2 + V′t/2. Dividindo pelo tempo t, a velocidade média é (V + V′)/2.

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MECÂNICA — MOVIMENTO CIRCULAR — FREQUÊNCIA E VELOCIDADES

Um ponto material percorre uma circunferência de 30cm de diâmetro efetuando uma volta completa a cada 10 s. Qual o valor da frequência, da velocidade angular e da velocidade linear desse ponto material respectivamente? Considere π = 3.

A)0,1 Hz; 0,6 rad/s; 9 cm/s

B)0,1 Hz; 0,8 rad/s; 9 cm/s

C)10 Hz; 0,8 rad/s; 3 cm/s

D)10 Hz; 0,4 rad/s; 3 cm/s

E)0,1 Hz; 0,6 rad/s; 18 cm/s

Gabarito oficial — SSA 1 2012

A

O período é 10 s: f = 1/T = 0,1 Hz. Com π = 3, ω = 2π/T = 0,6 rad/s. O raio é 15 cm, então v = ωr = 9 cm/s.

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MECÂNICA — CINEMÁTICA — LANÇAMENTO OBLÍQUO

Um projétil é lançado obliquamente com velocidade inicial vo = 100 m/s, numa direção que forma com a horizontal um ângulo θ. Qual o valor do alcance horizontal do lançamento, considerando que g = 10 m/s², senθ = 0,8 e cosθ = 0,6?

A)320 m

B)80 m

C)60 m

D)960 m

E)8 m

Gabarito oficial — SSA 1 2012

D

Para retorno ao nível de lançamento, t = 2v₀senθ/g = 16 s. A velocidade horizontal é v₀cosθ = 60 m/s. Portanto o alcance é 60 × 16 = 960 m.

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MECÂNICA — TRABALHO — COMPONENTE HORIZONTAL

Um mesmo bloco é arrastado três vezes, ao longo do plano horizontal, deslocando-se do ponto A até o ponto B, como ilustrado na figura a seguir. Na primeira vez, é puxado pela força F₁, que realiza trabalho τ₁; na segunda, pela força F₂, que realiza trabalho τ₂; na terceira, pela força F₃, que realiza trabalho τ₃. Admitindo que os comprimentos dos vetores da figura são proporcionais aos módulos de F₁, F₂ e F₃, assinale a alternativa CORRETA.

A)τ₁ > τ₂ > τ₃

B)τ₁ < τ₂ < τ₃

C)τ₁ = τ₂ = τ₃

D)τ₁ = τ₂ = 0

E)τ₁ = τ₂ < τ₃

Gabarito oficial — SSA 1 2012

ANULADA

Questão anulada no gabarito definitivo. A figura mostra forças com a mesma projeção horizontal. Para deslocamento horizontal comum, W = Fx d conduz a trabalhos iguais, como em C. A anulação oficial é preservada; o documento não informa sua justificativa administrativa.

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MECÂNICA — ENERGIA — RESISTÊNCIA DO AR

Uma esfera de massa m = 2,0 kg é abandonada do repouso de um ponto situado a 15 m de altura em relação ao solo, caindo verticalmente, sob a ação da força peso e da força de resistência do ar. Sabendo que sua velocidade ao atingir o solo vale 15 m/s, qual é o trabalho da força de resistência do ar? Dado: aceleração da gravidade g = 10 m/s²

A)– 75 J

B)– 25 J

C)0

D)+ 25 J

E)+ 75 J

Gabarito oficial — SSA 1 2012

A

A energia cinética final é 2 × 15²/2 = 225 J; o trabalho do peso é 2 × 10 × 15 = 300 J. Pelo teorema da energia cinética, War = 225 − 300 = −75 J.

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MECÂNICA — POTÊNCIA — RENDIMENTO

Quanto ao conhecimento sobre potência, analise as proposições a seguir: I. A potência de um sistema é tanto maior quanto menor for o intervalo de tempo utilizado na execução de um mesmo trabalho. II. No Sistema Internacional (S.I.), a unidade para potência é o cavalo-vapor. III. Uma máquina de rendimento 80% que recebe uma potência de 10 kW dissipa uma potência de 2 kW. IV. Potência e Energia possuem a mesma unidade de medida. Está CORRETO apenas o que se afirma em

A)I e IV.

B)II e IV.

C)III.

D)I e II.

E)I e III.

Gabarito oficial — SSA 1 2012

E

I é verdadeira, pois P = W/Δt. II é falsa: a unidade do SI é watt. III é verdadeira: a perda é 20% de 10 kW, isto é, 2 kW. IV é falsa: potência é energia por tempo. Corretas I e III.

UPE SSA1 2012 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados para as questões numéricas