Fisica - Virgilio - 3 trim

PROVA DE FÍSICA – 3o TRIMESTRE DE 2014
PROF. VIRGÍLIO
NOME __________________________________________________ No________ 1a SÉRIE ______
A compreensão do enunciado faz parte da questão. Não faça perguntas ao examinador.
É terminantemente proibido o uso de corretor. Respostas com corretor serão anuladas.
Esta prova tem OITO questões dissertativas em CINCO páginas.
ESCREVA SEU NOME EM TODAS AS FOLHAS DA PROVA.
- As questões referem-se ao estudo da Mecânica, dando ênfase, principalmente, ao estudo do Trabalho,
Energia e Potência.
- Todas as questões devem ser respondidas a tinta e não será permitido o uso de calculadoras.
- Faça a avaliação com calma e atenção, mas tome cuidado com o tempo. As questões onde deve-se assinalar
alguma alternativa não precisam de justificativa.
- Se necessário, adote g = 10 N/kg; Potência = Força x Velocidade.
01. (2,0) (UniVivi) Um corpo de massa igual a 100 kg, inicialmente em repouso, é submetido à ação de uma
força constante e paralela ao deslocamento. Sabendo que a velocidade do corpo é igual a 20 m/s, ao
término de 5,0 s, DETERMINE:
a) a energia cinética inicial.
b) a energia cinética final.
c) o trabalho realizado sobre o corpo.
d) a potência desenvolvida pelo corpo.
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02. (1,0) (Unicamp) La Tour Eiffel: Uma atração muito popular nos parques de
diversão, que consiste em uma plataforma que despenca, a partir do repouso,
em queda livre de uma altura de 75m. Quando a plataforma se encontra 30m
acima do solo, ela passa a ser freada por uma força constante e atinge o
repouso quando chega ao solo.
Determine a velocidade da plataforma quando o freio é acionado.
03. (1,0) (Univivi) O Kamikaze consiste em uma rampa quase vertical de
aproximadamente 20 metros de altura. A oscilação durante a queda (vista na
foto) serve, somente, para dar a sensação ao usuário de imponderabilidade de
massa (parece que este desencosta da rampa).
Desconsiderando quaisquer forças dissipativas, qual a velocidade atingida pelo
usuário no ponto mais baixo do brinquedo (h=0)?
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RASCUNHO
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04. (Univivi) – “Katapul: É a única montanha russa de
propulsão do Brasil (em que o trem não necessita de
subir por meio de uma corrente para adquirir energia
potencial: ele já é lançado). O trem é lançado da
estação por meio de um contra-peso de 40 toneladas
que encontra-se dentro de uma torre branca abaixo da
primeira subida da atração. O contra-peso cai com uma
certa velocidade, fazendo com que um sistema de
roldanas e cabos se movimentem, encaixando um
aparelho chamado Pusher atrás do último vagão, e este,
por sua vez, empurra o trem até a velocidade de 25 m/s
(90 Km/h) em apenas 3 segundos.
Ao atingir 90 Km/h, o pusher solta o trem, fazendo com que ele passe em um looping de aproximadamente
20 metros, e em seguida, suba uma rampa de 42 metros e inclinação de 70º. Ao chegar próximo do topo
dessa rampa, o trem pára, e começa a voltar de costas.
Ao descer esse trecho de costas, ele passa novamente no looping, percorre a área de lançamento, passa
pela estação onde sua velocidade é controlada pelos freios, e depois, sobe outra rampa de 70º de
inclinação. O trem pára novamente, e volta (de frente) para estação, onde é parado completamente.
Todo esse processo (do lançamento à parada total) ocorre em cerca de 30 segundos.”
(Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Katapul - O texto original sofreu alterações)
Atenção: Para todos os cálculos abaixo, deve-se considerar o sistema (trem + ocupantes) como um ponto
material.
a) (1,5) Considerando a massa do sistema (trem + ocupantes) igual a 2000 kg, qual o trabalho da força de
propulsão para acelerar o carrinho de 0 a 25 m/s? Desconsidere o atrito.
b) (1,5) Para completar o looping, o sistema (trem + ocupantes) deve chegar ao seu topo com uma
velocidade calculada por v2 = R.g, onde R é o raio do loop e g é a aceleração da gravidade local. Se o
Katapul possui um loop de raio igual a 10 m, qual deve ser a mínima velocidade com que o carrinho deve
ser lançado após a propulsão?
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RASCUNHO
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05. (1,0) (Unesp 2010) O Skycoaster é uma atração existente em
grandes parques de diversão, representado nas figuras a seguir.
Considere que em um desses brinquedos, três aventureiros são
presos a cabos de aço e içados a grande altura. Os jovens, que se
movem juntos no brinquedo, têm massas iguais a 50 kg cada um.
Depois de solto um dos cabos, passam a oscilar tal como um
pêndulo simples, atingindo uma altura máxima de 47 metros e
chegando a uma altura mínima do chão de apenas 2 metros.
Nessas condições e desprezando a ação de forças de
resistências, qual é, aproximadamente, a máxima velocidade, em
m/s, dos participantes durante essa oscilação?
06. (1,0) (Upf 2012) Uma caixa de 5 kg é lançada do ponto C
com 2 m/s sobre um plano inclinado, como na figura.
Considerando que 30% da energia mecânica inicial é
dissipada na descida por causa do atrito. Determine a
velocidade com que a caixa atinge o ponto D.
(considere g = 10 m/s2)
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RASCUNHO
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07. (1,0) (Ufrj 2002) Um carro de corrida, incluindo o piloto, tem 800 kg de massa e seu motor é capaz de
desenvolver, no máximo, 180 kW de potência. O carro acelera na largada, primeiramente, utilizando a
tração de 5000 N, que no caso é a máxima permitida pela pista e pelos pneus, até atingir a potência
máxima do motor. A partir daí, o piloto passa a acelerar o carro utilizando a potência máxima do motor
até atingir 60 m/s. Suponha que não haja perda de energia por atrito e que todo o trabalho realizado pelo
motor resulte no aumento de energia cinética de translação do carro.
Calcule a velocidade do carro ao final da primeira etapa de aceleração.
08. (0,5) (OBF – DESAFIO) - Um jovem de massa 100kg fixado pelos
tornozelos a um cabo elástico, solta-se do parapeito de uma ponte (A)
para praticar "bungee jump". A superfície do rio encontra-se 70m
abaixo do parapeito da ponte. O cabo elástico tem um comprimento
não deformado igual a 40m e uma constante elástica igual a 300N/m.
Calcule o maior comprimento atingido pelo cabo elástico.
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RASCUNHO
Boa Prova e...
“Aquele Abraço!!”
Virgílio
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