Exercícios resolvidos de física mecânica cinemática

Exercícios resolvidos de física mecânica cinemática

Cinemática 1

(VUNESP 2006) O fabricante informa que um carro, partindo do repouso, atinge 100 km/h em 10 segundos. A melhor estimativa para o valor da aceleração nesse intervalo de tempo, em m/s2, é:
a) 3,0.10-3
b) 2,8
c) 3,6
d) 9,8
e) 10

Resolução
As unidades do exercício devem ser congruentes, logo devemos fazer a transformação de km/h para m/s.
Da definição de aceleração escalar média, temos:
Obtendo como resposta a alternativa b.

Movimento Circular 02

Considere duas pessoas, ambas na superfície da Terra, uma na linha do Equador e a outra sobre o Trópico de Capricórnio. Considere, ainda, somente o movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo. Com base nessas informações, compare para as duas pessoas:
a) as velocidades angulares; b) as freqüências; c) os módulos das velocidades lineares; d) os módulos das acelerações centrípetas.

Resolução
a) As velocidades angulares serão iguais, pois só depende do período de rotação da terra, o mesmo para os dois.
b) As freqüências também serão iguais pelo mesmo motivo.
c) Os módulos das velocidades lineares serão diferentes, pois os raios são diferentes:
a velocidade linear é dada por:
Para a pessoa que está na linha do equador a velocidade linear será maior, pois o raio é maior. Para a pessoa que está no trópico de Capricórnio o inverso.
d) a aceleração centrípeta é dada por:

Logo, terão acelerações diferentes, pois os raios são diferentes.
Para a pessoa que está na linha do equador a aceleração centrípeta será maior, pois o raio é maior. Para a pessoa que está no trópico de Capricórnio o inverso.

Hidrostática
Hidrostática 01

(FATEC 2001) Duas esferas A e B, de mesma massa, mas de volumes diferentes, quando colocadas num tanque com água, ficam em equilíbrio nas posições indicadas:
Com relação a essa situação são feitas as seguintes afirmações:
I. Os pesos das duas esferas têm a mesma intensidade.
II. As densidades das duas esferas são iguais.
III. As duas esferas recebem da água empuxos de mesma intensidade.
Dentre essas afirmações está(ao) correta(s) apenas:
a) a I.
b) a II.
c) a III.
d) I e II.
e) I e III.

Resolução
Vamos analisar as afirmações:
I. Correta. Pela definição de peso temos P = m.g . Como as esferas têm mesma massa, terão mesmo peso.
II. Incorreta. Pela definição de densidade temos d=m/v. As esferas têm massas iguais, porém volumes diferentes, logo, densidades diferentes.
III. Correta. Sabendo que as esferas estão em equilíbrio e que possuem pesos iguais, podemos concluir que estão submetidas a empuxos também iguais.
Logo, obtemos como resposta a alternativa E.

Empuxo 01

Dentro da água, as pessoas sentem-se mais leves em virtude da força exercida pela água sobre o corpo imerso. Essa força, descrita pelo princípio de Arquimedes, é denominada empuxo. É correto afirmar que: a) a direção do empuxo pode ser horizontal. b) o empuxo é igual ao peso do corpo. c) o empuxo é proporcional ao volume de água deslocado pelo corpo. d) o empuxo é sempre menor que o peso do corpo.

Resolução
Sabemos que o empuxo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. E = d.v.g onde: v = volume do fluido deslocado d = densidade
g = aceleração gravitacional - Resposta alternativa c.

Energia
Energia Potencial

(FATEC 2002) Um bloco de massa 0,60kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito e adota-se g=10m/s2.A máxima compressão da mola vale, em metros:a) 0,80b) 0,40c) 0,20d) 0,10e) 0,05

Resolução
Sabendo que o sistema não tem perda de energia e, pela lei de conservação de energia temos: Energia inicial = Energia finalEnergia potencial ( mgh ) = Energia elástica ( kx2/2 )mgh=kx2/20,60 . 10 . 2,0 = (150 . x2) / 224 = 150 . x2x2 = 24 / 150x2 = 0,16x = 0,4 m. Obtemos então, como resposta a alternativa B.
Eletricidade

Eletrostática
Lei de Coulomb 01

Determine a magnitude da força elétrica em um elétron no átomo de hidrogênio, exercida pelo próton situado no núcleo atômico. Assuma que a órbita eletrônica tem um raio médio de d = 0,5.10-10 m.

Resolução
Sabemos que a carga elétrica do elétron é -1,6.10-19C e a carga do próton 1,6.10-19C, na aplicação da Lei de Coulomb temos:Lembre-se que para a aplicação da equação acima devemos utilizar o modulo de cada uma das cargas elétricas.A direção da força no elétron é a mesma da linha que liga as duas partículas. Como as cargas têm sinais opostos então a força é atrativa.

Energia Elétrica
Energia elétrica 1

(FATEC 2002) O kWh é unidade usual da medida de consumo de energia elétrica, um múltiplo do joule, que é a unidade do Sistema Internacional. O fator que relaciona estas unidades é:
a) 1,0.103b) 3,6.103c) 9,8.103d) 3,6.106e) 9,8

Resolução
Sabemos que 1kW equivale a 103W e, 1h equivale a 3,6.103s.
A relação entre Joule e w.s é: 1j = 1w.s.
Logo, temos:
1kWh = 103W . 3,6.103s = 3,6.106W.s
Então:
1kWh = 3,6.106J
Obtendo como resposta a alternativa D.

Corrente Elétrica
Corrente Elétrica 01

A seção normal de um condutor é atravessada pela quantidade de carga ∆Q=1,2.10-3C no intervalo de tempo ∆t=1,5.10-2s.

a) Qual a intensidade da corrente elétrica que atravessa essa seção normal?b) Se os portadores de carga são elétrons, quantos elétrons atravessam essa seção normal nesse intervalo de tempo?

Resolução
a) a corrente elétrica é dada por:
logo:
b) sabendo que o número de elétrons é dado por:
então:
Óptica

Óptica Geométrica
Óptica geométrica 01

O professor pede aos grupos de estudo que apresentem à classe suas principais conclusões sobre os fundamentos para o desenvolvimento do estudo da óptica geométrica.Grupo I. Os feixes de luz podem apresentar-se em raios paralelos, convergentes ou divergentes.Grupo II. Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.Grupo III. Enquanto num corpo pintado de preto fosco predomina a absorção, em um corpo pintado de branco predomina a difusão.Grupo IV. Os raios luminosos se propagam em linha reta nos meios homogêneos e transparentes.São corretas as conclusões dos grupos: a) apenas I e III b) apenas II e IV c) apenas I, III e IV d) II, III, IV e) I, II, III e IV

Resolução
I – corretaII – Errada. Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem simultaneamente. III – Correta IV – Correta. Resposta alternativa c.

Espelho Plano 01

Uma pessoa está parada em frente a um grande espelho plano, observando a sua própria imagem, e começa a se lembrar dos conceitos aprendidos no ensino médio, na disciplina de física. Levando em conta que se trata de um espelho plano, analise as afirmações a seguir:I. A imagem tem as mesmas dimensões do objeto.II. A imagem e o objeto estão simetricamente colocados em relação ao plano do espelho.III. A imagem formada é real e menor que o objeto.IV. A imagem e o objeto apresentam formas contrárias, isto é, são figuras enantiomorfas. Estão corretas: a) apenas I e IIb) apenas III e IV c) apenas I, II e IV d) I, II, III e) I, II, III e IV

Resolução
I – corretaII – CorretaIII – Errada, porque a imagem no espelho plano é virtual e do mesmo tamanho que o objeto.IV – CorretaResposta alternativa c.

Espelhos esféricos 01

Em um holofote, a lâmpada é colocada no foco do espelho côncavo para que:
a) o feixe transmitido pelo espelho seja constituído de raios paralelos. b) os raios de luz refletidos pelo espelho convirjam para o alvo. c) o feixe transmitido pelo espelho seja mais intenso. d) o feixe refletido forme uma imagem virtual. e) o feixe refletido seja constituído de raios paralelos.

Resolução
Sabemos que todo raio de luz que passa pelo foco de um espelho côncavo é refletido paralelamente ao eixo principal deste espelho.
Resposta alternativa e.

Ondulatória

(VUNESP 2005) Uma pequena esfera suspensa por uma mola executa movimento harmônico simples na direção vertical. Sempre que o comprimento da mola é máximo, a esfera toca levemente a superfície de um líquido em um grande recipiente, gerando uma onda que se propaga com velocidade de 20 cm/s. Se a distância entre as cristas da onda for 5,0cm, a freqüência de oscilação da esfera será:
a) 0,5Hz.
b) 1,0Hz.
c) 2,0Hz.
d) 2,5Hz.
e) 4,0Hz.

Resolução
A onda gerada no líquido pelo movimento da esfera tem a mesma freqüência desse movimento. A distância entre duas cristas sucessivas caracteriza o comprimento de onda do movimento ondulatório igual a 5,0cm. Logo, pela equação fundamental da ondulatória, temos:
Obtendo como resposta a alternativa E.

Termologia
Gases mudanças de fase 01

Ao nível do mar, a água ferve a 100 °C e congela a 0°C. Assinale a alternativa que indica o ponto de congelamento e o ponto de fervura da água, em Guaramiranga, cidade localizada a cerca de 1.000 m de altitude.a) A água congela abaixo de 0 °C e ferve acima de 100 °C.b) A água congela acima de 0 °C e ferve acima de 100 °C.c) A água congela abaixo de 0 °C e ferve abaixo de 100 °C.d) A água congela acima de 0 °C e ferve abaixo de 100 °C.e) A água congela a 0 °C e ferve a 100 °C.
Resolução
Quanto maior a altitude, menor a pressão e, acontece uma baixa do ponto de ebulição e elevação do ponto de fusão.
Resposta alternativa d.

Trocas de Calor

Trocas de calor 01 Em um dia calmo de verão, Paula está em uma praia sob forte incidência de raios solares. Lembrando-se de que o calor específico da água é bem maior do que o da terra, ela observou atentamente alguns fenômenos, buscando relacioná-los com as explicações e comentários apresentados nas aulas de física para os mesmos.Considerando a situação descrita, assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as seguintes proposições.( ) Durante a dia, a temperatura da terra é maior que a da água porque o calor específico da terra é menor que o da água.( ) Durante a noite, percebia-se na praia uma brisa soprando do mar para a terra. Uma possível justificativa é porque a massa de ar junto ao mar estava mais aquecida que a massa de ar junto à terra.( )Após o pôr-do-sol, a terra se resfriou mais rapidamente que a água do mar, porque o calor específico da água é bem maior que o da terra.( ) foi possível observar que a água e a terra apresentaram a mesma temperatura, sempre.
Resolução
(V) A terra absorve e perde energia mais rapidamente que a água, já que seu calor específico é menor. (F) a brisa sopra da terra para o mar. (F) A água se resfria mais lentamente que a terra, pois o calor específico da água é maior que o da terra. (V) Calor específico da água é maior que o calor específico da terra. (F) Como existe uma diferença no calor específico, suas temperaturas serão diferentes, já que cada uma absorve energia de uma maneira diferente..

Propagação de calor 01

O congelador é colocado na parte superior dos refrigeradores, pois o ar se resfria nas proximidades dele, _________ a densidade e desce. O ar quente que está na parte de baixo, por ser ________, sobe e resfria-se nas proximidades do congelador. Nesse caso, o processo de transferência de energia na forma de calor recebe o nome de _________.Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas. a) aumenta – mais denso – convecção. b) diminui – mais denso – condução. c) aumenta – menos denso – condução. d) diminui – menos denso – irradiação. e) aumenta – menos denso – convecção.

Resolução
O ar frio é mais denso e desce, o ar quente é menos denso e sobe.Este processo é conhecido como convecção.Resposta alternativa e.

Termometria

FATEC 2001) Em um laboratório um cientista determinou a temperatura de uma substância. Considerando-se as temperaturas:
-100K; 32 °F; -290°C; -250 °C,
Os possíveis valores encontrados pelo cientista foram:
a) 32 °F e -250 °C.
b) 32 °F e -290°C.
c) -100K e 32 °F.
d) -100K e -250 °C.
e) -290°C e -250 °C.

Resolução
Sabemos que a menor temperatura possível é 0K que corresponde a -273°C. Logo, -100k e -290°C são temperaturas impossíveis.
Obtemos então, como resposta a alternativa A.

Obs.: Exercícios retirado do CD-ROM: MegaVestibulares & Concursos- Editora Rideel.