Fascículo 01

Página de autoavaliação do fascículo 01


om esta aula encerramos a exposição dos conteúdos do fascículo 1 do nosso curso de Física. Você fará a seguir a autoavaliação da sua aprendizagem.

Uma página de autoavaliação nada mais é que uma lista de questões cobrindo os assuntos tratados no fascículo e tem por função servir como um pré-teste.

Sendo assim, para que ela cumpra sua função, você deve tentar resolver as questões de uma só vez, sem interrupções e sem consulta a suas anotações.

Lembramos que o acerto de 60% das questões sinaliza que você está minimamente preparado para a prova.

O gabarito para você verificar os seus acertos está no final da página. Clique no botão azul para acessa-lo.

Antes de tentar resolver os exercícios lembre-se:

  1. Oriente o seu sistema, isto é, escolha o sentido positivo dos eixos do seu referencial.
  2. Para saber quais as forças estão presentes siga as dicas do link "Como determinar as forças?", na coluna lateral.
  3. Para saber como desenhar as setas que representam as forças siga as dicas do link "Saiba como desenhar as forças", na coluna lateral.
  4. Lembre-se: as forças que agem sobre o mesmo corpo ao mesmo tempo se somam automaticamente. É a resultante da soma dessas forças que determina o movimento.
  5. O sinal negativo que aparece no resultado é a maneira da matemática lhe dizer: o sentido desta força é oposto ao sentido positivo do referencial.

Use os links da coluna lateral para recordar os conceitos estudados.



Exercício 01

(UERN - 2013 - adaptado) - Sabe-se que dois corpos carregados eletricamente interagem entre si através de uma força de atração, se as cargas forem de tipos diferentes; ou de uma força de repulsão, se cargas forem do mesmo tipo.

Duas esferas metálicas idênticas estão carregadas com cargas elétricas de sinais iguais e módulos diferentes e se encontram situadas no vácuo, separadas uma da outra por uma distância x.

Sobre a força elétrica, que atua em cada uma destas esferas, tem-se que são:

  1. - iguais em módulo e possuem sentidos opostos.
  2. - iguais em módulo e possuem o mesmo sentido.
  3. - diferentes em módulo e possuem sentidos opostos.
  4. - diferentes em módulo e possuem o mesmo sentido.

Exercício 02

Os veículos mencionados abaixo estão se movendo com velocidade constante, ou seja, estão em movimento retilíneo uniforme.

Responda as perguntas abaixo:

  1. - Qual o tempo gasto por um carro que percorre 280 m com velocidade de 24 m/s?
  2. - Um caminhão percorre 200 m com velocidade constante de 4 m/s. Qual deve ser a velocidade de um automóvel que percorre a mesma distância gastando um tempo duas vezes maior que o caminhão?
  3. - Um carrinho de brinquedo percorre 6 m em 40 s com velocidade constante. Com um terço dessa velocidade o brinquedo percorreria quantos metros em 30 s ?

Exercício 03

Durante uma das missões APOLO, da NASA, um dos astronautas realiza um experimento sobre a superfície da Lua.

O experimento consiste em deixar cair um pequeno objeto de uma altura de 2,0 m do solo.

Calcule o intervalo de tempo que o objeto leva para atingir o chão.

Considere que a aceleração gravitacional na superfície da Lua mede 1,6 m/s2.


Exercício 04

Duas bolas A e B, sendo a massa de A igual ao dobro da massa de B, são abandonadas a uma certa altura e caem em queda livre até o chão.

Desprezando-se a resistência que o ar pode oferecer, podemos afirmar que:

  1. - o tempo gasto na queda pela bola A é maior que o gasto pela bola B;
  2. - o tempo gasto na queda pela bola A é o mesmo que o gasto pela bola B;
  3. - as duas bolas atingem o chão com a mesma velocidade;
  4. - as duas bolas atingem o chão com velocidades diferentes;
  5. - as duas bolas A e B caem com velocidades constantes.

Exercício 05

(UFRN) - Em um local onde o efeito do ar é desprezível, um objeto é abandonado, a partir do repouso, de uma altura H acima do solo.

Seja H1 a distância percorrida na primeira metade do tempo de queda e H2 a distância percorrida na segunda metade do tempo de queda. Calcule a razão H1 / H2.


Exercício 06

(IFSC - 2012 - Adaptado) - A força Normal é uma força que surge quando existe contato entre o corpo e a superfície de outro corpo, sendo definida como uma força de reação à compressão que o corpo exerce sobre esta superfície.

Abaixo temos quatro situações, com os respectivos diagramas de forças. Analise a representação da Força de Reação Normal (N) em cada uma das situações.


Exercício 07

(UFF - 2012 - Adaptado) - Dois corpos na forma de um cubo, um de massa m e outro de massa 5m, estão conectados entre si por um fio ideal (ele não estica).

O conjunto encontra-se originalmente em repouso, suspenso por um fio preso ao teto, como mostra a figura ao lado.

O fio que prende o conjunto ao teto é queimado por um palito de fósforo no ponto indicado pela seta vermelha mostrada na figura e o conjunto cai em queda livre.

Despreze os efeitos da resistência do ar.

Observe com cuidado o diagrama mostrado abaixo.

Indique a figura que representa corretamente as forças f1 e f2 que o fio faz sobre os corpos de massa m e 5m, respectivamente, durante a queda.




Exercício 08

Durante o verão as praias de lagunas da costa do estado do Maranhão recebem milhares de andorinhas migram do hemisfério norte para o hemisfério sul.

Esses pássaros viajam numa velocidade média de 25 km/h . Se elas voam 12 horas por dia, qual a distância percorrida pelas aves num dia?


Exercício 09

Observe a figura mostrada a seguir.

Nela temos o gráfico "posição versus tempo" do movimento de um objeto.

Depois de observa-la com cuidado responda:

  1. - Qual o tipo de movimento do objeto?
  2. - Qual a posição que ele ocupa quando inicia o movimento?
  3. - Qual a posição que ele ocupa quando o relógio que controla o movimento marca 8 segundos?
  4. - Qual a sua velocidade?
  5. - Escreva a equação horária do movimento.

Exercício 10

Um automóvel trafega por uma estrada com velocidade constante. Ele se desloca a uma velocidade de 20 m/s.

Num dado momento ele muda muito rapidamente a sua velocidade e, segundos depois, retoma o seu movimento com velocidade constante.

Logo após a mudança de velocidade ele passa a se mover a 40 m/s.

Seu movimento é mostrado no gráfico ao lado.

Qual foi o distância percorrida pelo automóvel no intervalo de tempo mostrado no gráfico?


Exercício 11

Na imagem a seguir é exibida uma planta de um terreno. Cada quadrado da grade mede dez metros e meio de lado, aproximadamente.

Utilizando-se das medidas exibidas na imagem, calcule:

1 - O perímetro do terreno (em metro).

2 - A área do terreno (em metro quadrado).


Exercício 12

A imagem a seguir exibe o mapa de parte do seu bairro em que as ruas se cruzam perpendicularmente e cada quarteirão mede 100 m.

Você caminha pelas ruas a partir de sua casa, marcada no mapa, até a casa de sua avó. Dali segue até sua escola, também marcada no mapa.

Calcule a menor distância que você percorre e o seu deslocamento entre sua casa e a escola.


Exercício 13

Na animação a seguir vemos um satélite em órbita circular uniforme em torno da Terra.

Na imagem estão marcados os vetores velocidade instantânea (v) em vermelho e o vetor aceleração (a) devida a força gravitacional que age sobre o satélite.

Imagine que em um dado instante a Terra deixe de existir.

Descreva o movimento do satélite a paritr desse instante.



Resposta 01

Note que ainda não estudamos a eletricidade, mas sabemos que existe a força elétrica e que ela obedece a terceira lei de Newton.

Como as cargas elétricas são do mesmo tipo, as forças são de repulsão. Elas formam um par de ação-reação. Segundo a terceira lei de Newton, não importa se os módulos das cargas elétricas são diferentes, o módulo e a direção das forças do par são sempre iguais. Os sentidos delas, porém, são opostos.

Resposta: letra A.


Resposta 02

Para cada um dos itens temos:

1 - 12 segundos.

2 - Observe que o intervalo de tempo é inversamente proporcional à velocidade do objeto em movimento.

Isto significa que, para uma mesma distância, se eu dobro o intervalo de tempo, a velocidade deve ser dividida por dois.

Resposta: 2 m/s.

3 - Devemos aplicar a definição de velocidade média e fazer os cálculos.

Resposta: o brinquedo percorreria 1,5 m.


Resposta 03

Este movimento é de queda livre. Logo, devemos aplicar a fórmula vista em aula.

O objeto leva 1,6 segundos para atingir o chão.


Resposta 04

O movimento de queda livre, quando feito no vácuo ou quando se despreza as forças de resistência do ar, é um movimento uniformemente variado.

Como descobriu Galileu, esse tipo de movimento não depende da massa do corpo, depende somente a aceleração gravitacional.

Logo, os corpos atingem o chão ao mesmo tempo e com a mesma velocidade.

As afirmações II e III estão corretas.


Resposta 05

Considerando o tempo total da queda. Aplicando a expressão do movimento de queda livre, temos:

a) - No trecho H1, na metade do tempo de queda  →   t/2

H1 = (g . t2) / 2  →   →    H1 = (10 . (t/2)2) / 2  →   →   H1 = (10 . t2) / 4  →   →    H1 = 5 . t2 / 2

b) - No trecho H2, para que os tempos sejam os mesmos, devemos considerar o trecho H1 como posição inicial.

H2 = H1 + (g . t2) / 2  →   →    H2 = H1 + (10 . t2) / 2  →   →    H2 = H1 + 5 . t2

Substituindo o valor de H1 do item a:

H2 = H1 + 5 . t2  →   →   H2 = 5 . t2 / 2 + 5 . t2 →   →   H2 = 15 . t2 / 2

Calculando a razão:

H1 / H2  →   →   H1 / H2 = (5 . t2 / 2) / 15 . t2 / 2  →   →   H1 / H2 = 5 . t2 / 15 . t2

Logo, a razão é:

 →   →   H1 / H2 = 5  / 15  →   →    H1 / H2 = 1/3

Outra maneira de resolver o exercício é lembrar que a distância varia com o quadrado do tempo de queda.

Assim, se na primeira metade do tempo a distância da queda foi H1, a distância total da queda será 4H1.

No entanto, a pergunta é pela razão entre a distância percorrida na primeira metade (H1) e a distância percorrida na segunda metade (H2 = 3H1)

Logo, a razão é:

 →   →    H1 / H2 = H1/3H1  →   →    H1 / H2 = 1/3

Resposta 06

A Força Normal é uma reação à compressão exercida pelo corpo sobre uma superfície. Quando ela é de intensidade suficiente evita a penetração do corpo nesta superfície.

A Força Normal, por definição, tem a direção sempre perpendicular à superfície de contato com o sentido para fora desta superfície.

Estas condições somente não estão presentes na situação (III). Neste caso a força Normal não é perpendicular à superfície de contato. Assim, somente esta representação está errada.

Observe que nas situações (II) e (IV) o corpo está sendo comprimido contra a superfície pela força (F). Na situação (I) ele está sendo comprimido contra a superfície pela força Peso.


Resposta 07

Conforme o que foi discutido em aula o movimento de queda livre não depende da massa dos corpos em queda.

Assim, segundo Galileu, dois corpos de massas diferentes abandonados a uma certa altura sofrem a mesma aceleração.

Logo, os corpos de massa m e 5m estão caindo com a mesma aceleração da gravidade. Logo, a distância entre eles é constante.

Lembre-se que não estamos considerando as forças de resistência do ar. Assim, o fio não está esticado, ou seja, f1 e f2 são nulas.

Resposta: letra E.


Resposta 08

Usando a definição de velocidade média:

Vm = ΔS / Δt   →   →     25 = ΔS / 12   →   →      ΔS = 25 . 12  →   →      ΔS = 300 km

Logo, a aves percorrem 300 km por dia de viagem.


Resposta 09

I - O gráfico é uma reta. Logo, o movimento é retilíneo uniforme.

II - No início do movimento o objeto ocupava a posição 10 m.

III - Quando o relógio marca 8,0 segundos o objeto ocupa a posição 80 m.

IV - Usando a definição de velocidade média:

Vm = ΔS / Δt   →   →      Vm = (Sfinal - Sinicial) / (tfinal - tinicial)   →   →      Vm = (80 - 10) / (8,0 - 0)

Ficamos com:

Vm = 70 / 8,0  →   →     Vm = 8,8 km/h

V - Usando os dados anteriores, temos:

S = Sinicial + v . t  →   →      S = 10 + 8,8 . t

Resposta 10

Neste caso, temos o gráfico velocidade versus tempo. Neste tipo de gráfico aprendemos em aula o método de calcular o deslocamento do corpo que se move.

Para isto, basta calcular a área sob a curva do gráfico. Primeiro a área sob o trecho A:

ΔSA = base . altura   →   →      ΔSA = V . Δt   →   →     
  →   →      ΔSA = 20 . 5  →   →     ΔSA = 100 m

No trecho B:

ΔSB = base . altura   →   →      ΔSB = V . Δt   →   →     
  →   →      ΔSB = 40 . (15 - 5)  →   →     ΔSA = 400 m

Somando os deslocamento dos dois trechos temos o deslocamento no intervalo pedido:

ΔStotal = ΔSA + ΔSB   →   →     ΔStotal = 100 + 400   →   →     ΔStotal = 500 m

Resposta 11

1 - Lembra-se que, por definição, o perímetro nada mais é que a soma das medidas dos lados do terreno. Além disso, lembre-se ainda que somente podemos somar medidas de grandezas físicas do mesmo tipo e com as mesmas unidades.

Assim, depois de ajustar as unidades, temos:

Perímetro = 94,5 m + 52,5 m + 47 m + 21 m + 29,69 m   →   →      Perímetro = 245 m

2 - Para calcular a área do terremo devemos dividi-lo em triângulos e retângulos, pois sabemos calcular as áreas desses polígonos. Veja a imagem ao lado.

Área aproximada do retângulo central:

Área = lado x lado   →   →      Área = 52,5 x 42   →   →     Área = 2.205 m2

Área aproximada do triângulo da esquerda:

Área = metade da área do retângulo correspondente   →   →      Área = (21 x 21)/2   →   →     Área = 220,5 m2

Área aproximada do triângulo da direita:

Área = metade da área do retângulo correspondente   →   →      Área = (42 x 20)/2   →   →     Área = 441 m2

Assim, a área do terreno (valor aproximado) é de:

Área = 2205 m2 + 220,5 m2 + 441 m2  →   →     Área = 2.866 m2

Resposta 12

Para percorrer a menor distância deve-se seguir sempre em frente. Você pode caminhar, por exemplo, 4 quarteirões para cima até a rua onde mora sua avó e depois caminhar 3 quarteirões para a esquerda até a casa dela.

Em seguida, caminha mais 5 quarteirões por essa rua até a rua da escola e, depois, mais 2 quarteirões até atingir a escola. No total, você percorreu 14 quarteirões ou 1400 m.

O deslocamento é uma grandeza vetorial. Logo, devemos usar um vetor para representa-lo.

O vetor deslocamento considera apenas o ponto inicial (sua casa) e o ponto final (a escola). O módulo desse vetor é a medida da linha reta que liga esses dois pontos. Como você certamente se lembra os vetores obedecem regras diferentes na adição.

Neste caso, por exemplo, o vetor deslocamento é dado pela soma de dois vetores: o primeiro de módulo medindo 8 quarteirões, da sua casa até a rua da escola; o segundo de módulo 6 quarteirões, desse ponto até a escola. Deve-se somar esses vetores.

Para isto vamos usar o teorema de Pitágoras.

a2 = b2 + c2   →   →      a2 = 82 + 62   →   →     a2 = 64 + 36  →   →     a2 = 100  →   →     a = 10 quarteirões.

Logo, o módulo do vetor deslocamento é de 10 quarteirões, ou seja, de 1000 m.


Resposta 13

O satélite descreve uma trajetória circular devido a ação da força gravitacional. A partir do momento que a Terra desaparece essa força deixa de atuar sobre o satélite.

Segundo a primeira lei de Newton, a lei da Inércia, se não existe forças atuando sobre o satélite ele não muda mais sua velocidade, ou seja, ele entra em movimento retilíneo uniforme.

Assim, a partir desse momento, sua trajetória passa ser a que está marcada na imagem ao lado.

A sua velocidade (módulo, direção e sentido) passa a ser aquela que ele tinha no momento em que cessou a atuação da força gravitacional.



Material Complementar


   
   
   
  
   
   
   
   
   
   
   
   
   
Dicas para resolver exercícios
         
   
      
   
   
   
    
      
   
   
    
  
            
   
    
Regra de sinais para as operações matemáticas
   
      
   
    
  
            
   
    
   
    
   
    
   
    
Como determinar as forças que estão agindo?
    
      
         
   
   
   
   
   
   
   
   
Saiba como desenhar as setas das forças da Mecânica