Provas Anteriores | PAVE V — 2ª Etapa

Q20

Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton, força centrípeta, massa e peso

Analise as afirmativas abaixo:

I) A força centrípeta atua sobre qualquer móvel que descreva uma trajetória curva, seja uma circunferência ou qualquer outro tipo de curva, sendo responsável pelo fato de o movimento não ser retilíneo e sim curvilíneo.

II) A Terceira Lei de Newton revela uma importante característica das forças: elas sempre ocorrem aos pares, atuando cada uma em um dos corpos em interação.

III) A confusão entre os conceitos físicos sobre massa e peso é comum nas conversas do dia a dia. Medir massa é um procedimento feito com uma balança, que compara a massa de um objeto com a de objetos de massa padronizada, enquanto pesar é determinar o peso de um objeto através de uma alteração física provocada pela força peso.

IV) A grande inovação da Primeira Lei de Newton é considerar o movimento retilíneo e uniforme como um estado não equivalente ao repouso, já que é necessária uma força resultante externa não nula para tirar o corpo do estado de repouso e para mantê-lo no estado de movimento retilíneo uniforme.

Dessas afirmativas, estão corretas

(a)I, III e IV.

(b)I, II e III.

(c)II, III e IV.

(d)somente I e II.

(e)somente III e IV.

(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)

Resolução comentada

I (verdadeira): em qualquer trajetória curva há aceleração centrípeta (componente da aceleração perpendicular à velocidade), produzida pela componente centrípeta da força resultante.

II (verdadeira): a 3ª Lei diz que as forças ocorrem em pares ação e reação, cada uma aplicada em um dos dois corpos.

III (verdadeira): a balança de braços compara massas, e o dinamômetro mede o peso pela deformação de uma mola.

IV (falsa): a 1ª Lei afirma que o MRU é um estado equivalente ao repouso (ambos com resultante nula). Não é necessária força para manter o MRU.

Q21

Mecânica — Estática — Equilíbrio de translação

Analise as afirmativas abaixo:

I) A condição para que um corpo esteja em equilíbrio de translação, é que seja nula a resultante das forças que atuam sobre ele.

II) Um corpo em equilíbrio pode estar em repouso ou em movimento retilíneo uniformemente variado.

III) Para que um corpo se desloque sobre uma superfície sem atrito, com velocidade constante, é necessário que, sobre esse corpo, atue uma força constante.

Dessas afirmativas, está(ão) correta(s)

(a)apenas a I.

(b)apenas a II.

(c)apenas a III.

(d)I e II.

(e)II e III.

(f)I.R.

Gabarito oficial

(a)

Resolução comentada

I (verdadeira): o equilíbrio de translação exige $\vec F_R=\vec 0$.

II (falsa): no equilíbrio o corpo está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme; o movimento uniformemente variado tem aceleração e, portanto, resultante não nula.

III (falsa): sem atrito, velocidade constante não exige força alguma (1ª Lei de Newton).

Q22

Mecânica — Hidrostática — Pressão, Princípio de Pascal e empuxo

Analise cada uma das seguintes afirmativas, indicando, nos parênteses, se são verdadeiras (V) ou falsas (F).

( ) O gráfico abaixo mostra como a pressão p no interior de um líquido varia com a profundidade h.

Gráfico p × h: reta crescente que parte do valor p_a (pressão atmosférica) no eixo da pressão

( ) A pressão no fundo dos recipientes da figura abaixo é a mesma, embora eles contenham quantidades diferentes de um mesmo líquido.

Três recipientes de formatos diferentes com o mesmo líquido até a mesma altura h; a pressão no fundo de cada um é igual (p1 = p2 = p3)

( ) Em concordância com o Princípio de Pascal, não é possível equilibrar uma grande força por meio de uma força muito menor.

Ilustração de um elefante sobre um êmbolo e um ratinho sobre outro êmbolo, de áreas diferentes, em um sistema hidráulico

( ) O empuxo que atua em um corpo é tanto maior quanto maior for a quantidade de líquido que ele desloca.

Um bloco sendo empurrado para dentro de líquido em três recipientes (a), (b) e (c), com o empuxo E representado por setas maiores à medida que o bloco afunda mais

A alternativa que contém a sequência correta é

(a)V – F – F – V

(b)F – V – F – V

(c)F – F – V – V

(d)V – V – F – V

(e)F – V – F – F

(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)

Resolução comentada

1ª (V): pelo Teorema de Stevin, $p=p_a+\rho\,g\,h$, uma função afim de $h$ cujo gráfico é uma reta que parte de $p_a$, como mostrado.

2ª (V): a pressão no fundo depende apenas da altura da coluna líquida $h$, da densidade e de $g$, e não do formato do recipiente nem da quantidade de líquido.

3ª (F): o Princípio de Pascal permite justamente equilibrar uma força grande com outra bem menor, usando êmbolos de áreas diferentes: $F_1/A_1=F_2/A_2$.

4ª (V): $E=\rho_{\text{líquido}}\,V_{desl}\,g$ cresce com o volume de líquido deslocado.

Q23

Mecânica — Energia — Conservação do momento linear e da energia mecânica

Das grandezas físicas abaixo, para um sistema isolado em situações nas quais se desconsidera a atuação de forças dissipativas – como, por exemplo, a força de atrito – , as que sempre se conservam são

(a)momento linear quando a força resultante externa for nula e energia mecânica.

(b)momento linear quando a força resultante externa for nula e energia cinética.

(c)energia potencial gravitacional e energia cinética.

(d)energia mecânica e energia potencial gravitacional.

(e)momento linear quando a força resultante externa for nula e energia potencial gravitacional.

(f)I.R.

Gabarito oficial

(a)

Resolução comentada

Sem forças dissipativas, a energia mecânica $E_m=E_c+E_p$ se conserva. O momento linear $\vec p=m\,\vec v$ se conserva quando a resultante das forças externas é nula.

As energias cinética e potencial, isoladamente, podem se transformar uma na outra e não se conservam separadamente.

Q24

Mecânica — Cinemática — Velocidade em queda livre

Um corpo de massa m, inicialmente em repouso, é abandonado de uma altura h em relação ao solo.

O módulo da velocidade com que o corpo atinge o solo é dado pela expressão

(a)v = 2 (g h)^1/2

(b)v = (2 g h)^1/2

(c)v = (2 g/h)^1/2

(d)v = 2 (g/h)^1/2

(e)v = 2 g h

(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)

Resolução comentada

Sem resistência do ar, a energia mecânica se conserva: a energia potencial no topo se converte em energia cinética na base:

$$m\,g\,h=\frac{1}{2}\,m\,v^2\;\Rightarrow\;v=\sqrt{2\,g\,h}=(2\,g\,h)^{1/2}$$

O resultado é o mesmo que o da equação de Torricelli, $v^2=v_0^2+2\,g\,h$, com $v_0=0$.

Q25

Mecânica — Quantidade de movimento — Colisão perfeitamente inelástica

Um projétil de massa m e velocidade v_p atinge horizontalmente um bloco de chumbo de massa M, que se encontrava em repouso sobre um plano horizontal. O projétil se aloja no bloco, e ambos passam a se mover, após a colisão, sem atrito.

A velocidade do conjunto bloco e projétil, após a colisão, e a variação da energia cinética do sistema são dadas, respectivamente, pelas expressões

(a)v = (m+M)/m v_p e ΔE_c = -½ (m+M) v² + ½ m v_p²

(b)v = m(m+M) v_p e ΔE_c = -½ (m+M) v² + ½ m v_p²

(c)v = m(m+M) v_p e ΔE_c = ½ (m+M) v² + ½ m v_p²

(d)v = m/(m+M) v_p e ΔE_c = ½ (m+M) v² - ½ m v_p²

(e)v = m/(m+M) v_p e ΔE_c = -½ (m+M) v² + ½ m v_p²

(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)

Resolução comentada

Na colisão, a quantidade de movimento do sistema se conserva (as forças são internas e não há atrito):

$$m\,v_p=(m+M)\,v\;\Rightarrow\;v=\frac{m}{m+M}\,v_p$$

A variação da energia cinética é a final menos a inicial (o bloco estava em repouso):

$$\Delta E_c=\frac{1}{2}(m+M)\,v^2-\frac{1}{2}\,m\,v_p^2$$

O resultado é negativo, pois, numa colisão perfeitamente inelástica, parte da energia cinética é dissipada.

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

Dados da prova