Fisica 1 exercicios gabarito 19

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Fisica 1 exercicios gabarito 19

  1. 1. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA I - Módulo 19 (Exercício 19) NOTE/ADOTE π =3; sen30o=0,5; cos30o=0,86; tg30o=0,6=1/1,7 -2 Aceleração da gravidade: g=10m/s As distâncias envolvidas no problema são grandes Exercício 19 em relação às dimensões do avião. a) Encontre uma relação entre V, R, g e θ , para a situação descrita. Questão 01 b) Estime o valor da velocidade V do avião, em km/h ou m/s. c) Estime o valor da altura H, acima do nível do mar, em metros, em que o avião estava voando. Questão 03 Suponha uma pista de corridas onde os trechos AB e DE são retilíneos, BCD e EA circulares. Considerando um veículo se deslocando ao longo desse circuito com Um dardo é atirado horizontalmente, com velocidade velocidade escalar constante, responda as questões ainicial de 10m/s, visando o centro P de um alvo giratório seguir.(veja a figura). Ele atinge o ponto Q do alvo 0,20s maistarde. No instante do lançamento, o ponto Q estásituado verticalmente abaixo do centro de rotação doalvo e é atingido pelo dardo após dar duas voltas 2completas. A aceleração gravitacional local é 10m/s .a) Calcule a distância PQ.b) Calcule a frequência de rotação do alvo. a) Represente o vetor velocidade do veículo no trecho AB Questão 02 e no ponto C. b) Represente em um diagrama aceleração versus Um avião voa horizontalmente sobre o mar com tempo, o módulo da aceleração resultante do veículovelocidade V constante (a ser determinada). Um nos trechos AB, BCD, DE e EA.passageiro, sentado próximo ao centro de massa do c) Represente o vetor força resultante que atua sobre oavião, observa que a superfície do suco de laranja, que veículo em cada trecho do circuito.está em um copo sobre a bandeja fixa ao seu assento,permanece paralela ao plano da bandeja. Estando junto Questão 04à janela, e olhando numa direção perpendicular à datrajetória do avião, o passageiro nota que a ponta da asa Um brinquedo consiste em duas pequenas bolas A eesquerda do avião tangencia a linha do horizonte, como B, de mesma massa M, e um fio flexível: a bola B estámostra a figura A. O piloto anuncia que, devido a um presa na extremidade do fio e a bola A possui um orifícioproblema técnico, o avião fará uma curva de 180° para pelo qual o fio passa livremente. Para o jogo, umretornar ao ponto de partida. Durante a curva, o avião se operador (com treino!) deve segurar o fio e girá-lo, de talinclina para a esquerda, de um ângulo θ =30°, sem que forma que as bolas descrevam trajetórias circulares,haja alterações no módulo de sua velocidade e na sua com o mesmo período T e raios diferentes. Nessaaltura. O passageiro, olhando sempre na direção situação, como indicado na figura 1, as bolasperpendicular à da velocidade do avião, observa que a permanecem em lados opostos em relação ao eixoponta da asa esquerda permanece durante toda a curva vertical fixo que passa pelo ponto O. A figura 2apontando para um pequeno rochedo que aflora do mar, representa o plano que contém as bolas e que gira emcomo representado na figura B. O passageiro também torno do eixo vertical, indicando os raios e os ângulosnota que a superfície do suco permaneceu paralela à que o fio faz com a horizontal.bandeja, e que o avião percorreu a trajetóriasemicircular de raio R (a ser determinado), em 90s.Percebe, então, que com suas observações, e algunsconhecimentos de Física que adquiriu no Ensino Médio,pode estimar a altura e a velocidade do avião.Aprovação em tudo que você faz. 1 www.colegiocursointellectus.com.br
  2. 2. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA I - Módulo 19 (Exercício 19) Assim, determine: Pode-se afirmar que, quando se imprime aos pedaisa) O módulo da força de tensão F, que permanece da bicicleta um movimento circular uniforme,constante ao longo de todo o fio, em função de M e g. I. o movimento circular do pedal é transmitido à coroa com a mesma velocidade angular.b) A razão K = sen α /sen θ , entre os senos dos ângulos II. a velocidade angular da coroa é igual à velocidadeque o fio faz com a horizontal. linear na extremidade da catraca.c) O número N de voltas por segundo que o conjunto III. cada volta do pedal corresponde a duas voltas darealiza quando o raio R1 da trajetória descrita pela roda traseira, quando a coroa tem diâmetro duas vezesbolinha B for igual a 0,10 m. maior que o da catraca.NOTE E ADOTE: Está correto o contido em apenasNão há atrito entre as bolas e o fio. a) I.Considere sen θ ≈ 0,4 e cos θ ≈ 0,9; π ≈ 3. b) II. c) III. d) I e III. Questão 05 e) II e III. Três rodas de raios Ra, Rb e Rc possuem velocidades Questão 07angulares wa, wb e wc, respectivamente, e estão ligadasentre si por meio de uma correia, como ilustra a figura Um pêndulo cônico é formado por um fio de massaadiante. desprezível e comprimento L = 1,25 m, que suporta uma massa m = 0,5 kg na sua extremidade inferior. A extremidade superior do fio é presa ao teto, conforme ilustra a figura a seguir. Quando o pêndulo oscila, a massa m executa um movimento circular uniforme num plano horizontal, e o ângulo que o fio forma com a vertical é q = 60°. a) Qual é a tensão no fio? b) Qual é a velocidade angular da massa? Se for necessário, use: sen 60°= 0,87, cos 60°= 0,5. Ao mesmo tempo que a roda de raio Rb realiza duasvoltas, a roda de raio Rc realiza uma volta. Não hádeslizamento entre as rodas e a correia. Sendo Rc = 3 Ra,é correto afirmar que: 4 4a) Rb = 3 Ra e wa = 3 wc 4b) Rb = 3 Ra e wa = 3wc 3 4 Questão 08c) Rb = 2 Ra e wa = 3 wc 3 Diante da maravilhosa visão, aquele cãozinho observava atentamente o balé galináceo. Na máquina,d) Rb = 2 Ra e wa = 3wc um motor de rotação constante gira uma rosca sem fim (grande parafuso sem cabeça), que por sua vez se Questão 06 conecta a engrenagens fixas nos espetos, resultando, assim, no giro coletivo de todos os franguinhos. Apesar de toda a tecnologia aplicada nodesenvolvimento de combustíveis não poluentes, quenão liberam óxidos de carbono, a bicicleta ainda é omeio de transporte que, além de saudável, contribuicom a qualidade do ar. A bicicleta, com um sistema constituído por pedal,coroa, catraca e corrente, exemplifica a transmissão deum movimento circular.Aprovação em tudo que você faz. 2 www.colegiocursointellectus.com.br
  3. 3. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA I - Módulo 19 (Exercício 19)a) Sabendo que cada frango dá uma volta completa a n.360cada meio minuto, determine a frequência de rotação de ω= de n rotações é calculada pela expressão Δt emum espeto, em Hz.b) A engrenagem fixa ao espeto e a rosca sem fim ligada que n é o número de rotações e Δ t é o tempo emao motor têm diâmetros respectivamente iguais a 8 cm segundos, assinale a alternativa que representa ae 2 cm. Determine a relação entre a velocidade angular velocidade angular das rotações desse atleta, em grausdo motor e a velocidade angular do espeto ( ω motor/ ω por segundo.espeto). a) 360 b) 720 c) 900 Questão 09 d) 1 080 e) 1 440 Curvas com ligeiras inclinações em circuitosautomobilísticos são indicadas para aumentar asegurança do carro a altas velocidades, como, por GABARITOexemplo, no Talladega Superspeedway, um circuitoutilizado para corridas promovidas pela NASCAR(National Association for Stock Car Auto Racing). Questão 01Considere um carro como sendo um ponto materialpercorrendo uma pista circular, de centro C, inclinada de a) PQ = 20 cmum ângulo e com raio R, constantes, como mostra a b) 10 Hzfigura, que apresenta a frente do carro em um dostrechos da pista. Questão 02 Se a velocidade do carro tem módulo constante, écorreto afirmar que o carroa) não possui aceleração vetorial.b) possui aceleração com módulo variável, direção radiale no sentido para o ponto C.c) possui aceleração com módulo variável e tangente àtrajetória circular.d) possui aceleração com módulo constante, direçãoradial e no sentido para o ponto C.e) possui aceleração com módulo constante e tangenteà trajetória circular. Questão 10 Salto de penhasco é um esporte que consiste emsaltar de uma plataforma elevada, em direção à água,realizando movimentos estéticos durante a queda. Osaltador é avaliado nos seguintes aspectos: criatividade, a) tg θ = | Rc | / | P | = (mv2/R)/mgdestreza, rigor na execução do salto previsto, simetria,cadência dos movimentos e entrada na água. tg θ = v2/Rg 2 ⎛ 2π ⎞ 4π 2 ⎜ ⎟ .R / g = .R / 10 = 0,6 b) tg θ = m ω 2R/mg= ⎝ T ⎠ 1802 R=5400m 2π 3 . R = 2. .5400 Considere que um atleta salte de uma plataforma e Como v= ω R= T 180 , então v=180m/srealize 4 rotações completas durante a suaapresentação, entrando na água 2 segundos após o o c) tg30o=H/R → H=R.tg30 =5400.0,6salto, quando termina a quarta rotação. H=3240m ≈ 3200m Sabendo que a velocidade angular para a realizaçãoAprovação em tudo que você faz. 3 www.colegiocursointellectus.com.br
  4. 4. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA I - Módulo 19 (Exercício 19) Questão 03 Questão 09a) um vetor paralelo à direção AB e no ponto C tangente Letra D.à circunferência no ponto C. Conforme o diagrama anexo, as forças que agem nob) Não há aceleração nos trechos retilíneos. Há r raceleração (centrípeta) nos trechos circulares, e de carro são o peso( P ) e a normal( N ) . Como omesma intensidade. movimento é circular e uniforme, a resultante dessas rc) Não há força resultante nos trechos retilíneos. Há uma forças é centrípeta (radial), ( Rc )força centrípeta, nos trechos circulares, de direção radiale apontada para o centro da referida trajetória circular. Questão 04a) 2,5.Mgb) K = 2c) 2,5 Hz Rc m.ac tgα = = ⇒ ac = g .tgα Questão 05 P m.g .Como α e g são constantes, a aceleração centrípeta (radial, dirigida para o centro) Letra D. tem módulo constante. Questão 06 Questão 10 Letra D. Letra B. Dados: n = 4; Δ t = 2s. Questão 07 Substituindo esses valores na fórmula dada: 4(360o )a) T = 10N ω= ⇒ ω = 720o / s 2b) ω = 4,0 rad/s Questão 08a) Frequência é o número de voltas na unidade de tempo N 1volta 1 f = = = Hz Δt 30 segundos 30b) Este acoplamento é o mesmo da figura abaixo. O ponto de contato entre as engrenagens tem amesma velocidade linear. ωm Vmotor = Vespeto → ωe Re → ωm x 2 = ωe x8 → =4 ωeAprovação em tudo que você faz. 4 www.colegiocursointellectus.com.br

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