← Voltar ao Acervo PAVE

PAVE I — 2ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

UFPel · Programa de Avaliação da Vida Escolar · Triênio 2004–2006 · Aplicação: 14/01/2006

Questões 20 a 25 — Física · gabarito oficial e resolução comentada Método TEF.

Q20
Mecânica — Hidrostática — Empuxo

Num país como o Brasil, com um enorme litoral e uma imensa quantidade de rios navegáveis, a força vertical exercida sobre as embarcações pela água, de baixo para cima,– o empuxo – é essencial para a navegação, a qual faz parte do cotidiano de grande parte de nossa população.

O módulo dessa força de empuxo – no caso exercida sobre o casco de um navio, parcialmente submerso na água –, como regra geral, é dado pela relação E = ρgV, sendo g a aceleração da gravidade. A massa específica e o volume que ρ e V representam, respectivamente, são

(a)a massa específica do líquido e o volume do corpo.
(b)a massa específica do líquido e o volume de líquido deslocado pelo corpo.
(c)a massa específica do corpo e o volume do corpo.
(d)a massa específica do corpo e o volume de líquido deslocado pelo corpo.
(e)a massa específica do corpo e o volume do recipiente.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)
Resolução comentada

Pelo Princípio de Arquimedes, o empuxo é o módulo do peso do líquido deslocado pelo corpo:

$$E=m_{líq.\,desl.}\,g=\rho_{líq}\,V_{líq.\,desl.}\,g$$

Assim, $\rho$ é a massa específica do líquido e $V$ é o volume de líquido deslocado, que, num navio parcialmente submerso, é o volume da parte imersa do casco, e não o do corpo todo.

Q21
Mecânica — Quantidade de movimento — Colisão

No jogo de bilhar o objetivo é colidir a bola branca com as bolas coloridas para que essas caiam nas caçapas. A cada bola colorida atribuem-se pontos. Vence quem somar mais pontos.

Uma bola B1, de massa m1 e velocidade v1 colide com uma bola B2, de massa m2, que se encontrava em repouso.

Em relação à quantidade de movimento linear após a colisão, é correto afirmar que

(a)aumenta a da bola B1 e diminui a da bola B2.
(b)aumenta em ambas as bolas.
(c)diminui em ambas as bolas.
(d)diminui a da bola B1 e aumenta a da bola B2.
(e)permanece inalterada em ambas as bolas.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

Antes da colisão, $B_2$ está em repouso e sua quantidade de movimento é nula. Depois, ela é impulsionada por $B_1$ e passa a ter quantidade de movimento não nula: a de $B_2$ aumenta.

Como a quantidade de movimento total do sistema se conserva, $B_1$ transfere parte da sua para $B_2$: a de $B_1$ diminui.

Q22
Mecânica — Dinâmica — Ação e reação e equilíbrio

Em um restaurante, um garçom apóia uma bandeja de 10N de peso, em repouso, na palma da mão.

Assinale a alternativa com os termos que, respectiva e corretamente, completam as sentenças abaixo.

I) Uma força para baixo de 10 N é exercida sobre a bandeja pela ..............

II) Uma força para cima de ......... é exercida sobre a .......... pela mão.

III) A força para cima da sentença II ............ uma reação à força para baixo da sentença I.

(a)mão, 20N , Terra, é
(b)Terra, 10N, bandeja, é
(c)Terra, 10N, Terra, é
(d)Terra, 20N, bandeja, é
(e)Terra, 10N, bandeja, não é
(f)I.R.

Gabarito oficial

(e)
Resolução comentada

I: a força para baixo de $10\text{ N}$ sobre a bandeja é o seu peso, exercido pela Terra.

II: com a bandeja em repouso, a resultante é nula, então a mão exerce sobre a bandeja uma força para cima de $10\text{ N}$.

III: a reação a uma força atua no outro corpo da interação. A reação ao peso (força da Terra sobre a bandeja) é a força da bandeja sobre a Terra, e não a força da mão sobre a bandeja. A força da sentença II, portanto, não é a reação à da sentença I (ambas atuam sobre a mesma bandeja e se equilibram).

Q23
Mecânica — Energia — Conservação da energia mecânica

Numa "montanha russa", um carrinho parte do ponto mais alto e realiza todo o percurso do circuito em 1 minuto e 17 segundos, sem atrito.

Com relação às energias cinética e potencial gravitacional, durante o percurso, é correto afirmar que

(a)a energia cinética é constante e a potencial gravitacional diminui.
(b)as energias cinética e potencial gravitacional permanecem constantes.
(c)a soma das energias cinética e potencial gravitacional permanece constante.
(d)a energia potencial gravitacional permanece constante e a cinética diminui.
(e)ambas as energias diminuem.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(c)
Resolução comentada

Sem atrito (força dissipativa), apenas o peso (conservativa) realiza trabalho, e a energia mecânica se conserva:

$$E_m=E_c+E_p=\text{constante}$$

Ao longo do percurso, as energias cinética e potencial gravitacional variam (uma se converte na outra), mas a soma permanece constante.

Q24
Mecânica — Dinâmica — Sistema de blocos ligados por fio

Sistemas de roldanas são utilizados para simplificar e facilitar determinadas tarefas, na medida em que possibilitam amplificar e/ou modificar direções e sentidos de forças. São completamente entendidos a partir das Leis de Newton, e sua aplicação é muito diversificada. Nas oficinas mecânicas, por exemplo, costuma-se usar sistemas de roldanas para a remoção de motores de automóveis. Se observarmos as moradias, vamos encontrar as roldanas simplificando tarefas, tais como em varais de roupas, cortinas e portões. Num sistema de roldanas ideal, esquemas com blocos representam as situações mencionadas acima.

Considere um bloco de massa igual a 4,0 kg, que está preso a uma corda vertical inextensível, de massa desprezível, passando por uma roldana horizontalmente ligada a um bloco de 4,0 kg de massa, apoiado em uma superfície horizontal, sem atrito.

Bloco apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, ligado por um fio que passa por uma roldana na borda a um segundo bloco que pende na vertical

Esse bloco, que está dependurado, terá uma aceleração

(a)igual à aceleração da gravidade.
(b)igual à metade da aceleração da gravidade.
(c)nula.
(d)igual ao dobro da aceleração da gravidade.
(e)igual à décima parte da aceleração da gravidade.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)
Resolução comentada

Os dois blocos têm a mesma aceleração $a$ (fio inextensível). Sem atrito, a única força horizontal no bloco apoiado é a tração $T$, e no bloco pendurado atuam o peso e a tração:

$$\text{apoiado: }T=m\,a\qquad\text{pendurado: }m\,g-T=m\,a$$

Somando as duas equações:

$$m\,g=2\,m\,a\;\Rightarrow\;a=\frac{g}{2}$$

Q25
Mecânica — Cinemática — Lançamento vertical e energia

Recentemente o povo brasileiro, através de plebiscito, optou pela comercialização de armas de fogo e munições. Alguns indivíduos, fazendo mau uso dessas armas, comemoram atirando para o alto, esquecendo que os projéteis, devido à aceleração da gravidade, cairão em algum lugar, causando, eventualmente, acidentes graves, inclusive mortes.

Desprezando a resistência do ar, um projétil é disparado, verticalmente, para cima, atingindo sua altura máxima em 3s.

Com relação à sua velocidade, aceleração e energia, analise as afirmativas abaixo, marcando (V), quando a afirmativa for verdadeira, e (F), quando for falsa.

( ) No ponto de altura máxima desse projétil, a aceleração e a velocidade são nulas.

( ) O trabalho realizado pela força peso na ascensão é igual, em módulo, à variação da energia potencial gravitacional desse projétil.

( ) Durante a subida do projétil, ao aumentar a energia potencial gravitacional, diminuirá a energia cinética desse projétil.

A alternativa que apresenta a seqüência correta é

(a)F - V - V .
(b)F - F - V.
(c)F - F - F.
(d)V - V - V.
(e)V - F - F.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(a)
Resolução comentada

1ª (F): no ponto mais alto a velocidade é nula, mas a aceleração é a da gravidade, $g\neq0$.

2ª (V): o trabalho do peso na subida é $W_P=-m\,g\,h=-\Delta E_p$, de módulo igual a $\Delta E_p$ (que aumenta).

3ª (V): sem resistência do ar, a energia mecânica se conserva: à medida que $E_p$ aumenta, $E_c$ diminui.

↑ Voltar ao topo