Mecânica Newtoniana - Exercicios - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
Brigadeiro
Brigadeiro6 de Março de 2013

Mecânica Newtoniana - Exercicios - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

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Apostilas e exercicios de Física sobre o estudo da Mecânica Newtoniana, teste diagnóstico.
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- Teste Diagnóstico: Forças

Para cada pergunta, indique a resposta que lhe parece mais correcta, assinalando com um círculo o respectivo número. 1. Duas bolas de metal têm o mesmo tamanho, mas uma das bolas tem o dobro do peso da outra. As duas bolas são deixadas cair do telhado de uma casa no mesmo instante. O intervalo de tempo que as bolas demoram a chegar ao chão será:

1. cerca de metade para a bola mais pesada. 2. cerca de metade para a bola mais leve. 3. mais ou menos o mesmo tempo para as duas bolas. 4. consideravelmente menor para a bola mais pesada, mas não necessariamente metade. 5. consideravelmente menor para a bola mais leve, mas não necessariamente metade.

2. As duas bolas da questão anterior rolam na superfície de uma mesa horizontal com a mesma velocidade. Chegando em simultâneo à extremidade da mesa, caem em direcção ao chão. Nesta situação:

1. as duas bolas atingem o chão aproximadamente à mesma distância horizontal da base da mesa. 2. a bola mais pesada atinge o chão a cerca de metade da distância horizontal da base da mesa do que a bola mais leve. 3. a bola mais leve atinge o chão a cerca de metade da distância horizontal da base da mesa do que a bola mais pesada. 4. a bola mais pesada atinge o chão consideravelmente mais perto da base da mesa, mas não necessariamente a metade da distância da bola mais leve. 5. a bola mais leve atinge o chão consideravelmente mais perto da base da mesa, mas não necessariamente a metade da distância da bola mais pesada. 3. Uma pedra é deixada cair do telhado inclinado de uma casa em direcção à superfície da Terra. Nesta situação: 1. a pedra alcança a velocidade máxima logo após iniciar a sua queda e depois cai com velocidade constante. 2. a velocidade aumenta à medida que a pedra cai porque a atracção gravítica vai ficando mais forte à medida que a pedra se aproxima da superfície da Terra. 3. a velocidade aumenta devido a uma força gravítica quase constante que actua sobre a pedra. 4. a pedra cai devido à tendência natural de todos os objectos para repousarem na superfície da Terra. 5. a pedra cai devido aos efeitos combinados da força gravítica e da força do ar que a empurram para baixo.

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4. Um camião choca frontalmente com um pequeno carro. Durante a colisão:

1. o camião exerce uma força maior no carro do que a força que o carro exerce no camião. 2. o carro exerce uma força maior no camião do que a força que o camião exerce no carro. 3. nenhum deles exerce uma força no outro; o carro é destruído apenas porque se encontra no caminho do camião. 4. o camião exerce uma força no carro, mas o carro não exerce nenhuma força no camião. 5. o camião exerce no carro a mesma força que o carro exerce no camião.

Use a afirmação e a figura seguintes para responder às questões 5 e 6.

A figura seguinte mostra uma calha com a forma de um segmento de círculo centrado no ponto O. A calha está fixa na superfície horizontal de uma mesa. A mesa é observada de cima. As forças exercidas pelo ar podem ser desprezadas. Considere também desprezáveis as forças de atrito. Uma esfera é disparada a grande velocidade para o interior da calha no ponto P e sai da calha no ponto R.

5. Considere as seguintes forças: A- A força gravítica. B- A força exercida pela calha que aponta de Q para O. C- A força na direcção do movimento. D- A força que aponta de O para Q. Qual ou quais das forças acima mencionadas actuam na esfera quando ela se encontra dentro da calha na posição Q? 1. Apenas a força A. 2. As forças A e B. 3. As forças A e C. 4. As forças A, B e C. 5. As forças A, C e D.

6. Qual dos percursos 1-5 ilustrados a seguir vai a esfera seguir, após a saída da calha no ponto R, ao deslocar-se na superfície da mesa sem atrito?

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7. Uma esfera de aço está ligada a um fio e roda numa trajectória circular num plano horizontal, de acordo com a figura seguinte. No ponto P, o fio parte-se subitamente. Se estes eventos forem observados de cima, qual dos percursos 1-5 vai a esfera seguir quando o fio parte?

Use a afirmação e a figura seguintes para responder às questões 8 a 11. A figura seguinte ilustra um disco de hóquei, visto de cima, que desliza com velocidade constante de valor v0 em linha recta, do ponto P para o ponto Q, numa superfície horizontal sem atrito. As forças exercidas pelo ar podem ser desprezadas. Quando o disco atinge o ponto Q recebe uma tacada horizontal, na direcção e sentido da seta indicada na figura. Se o disco estivesse em repouso, a tacada teria colocado o disco em movimento horizontal com velocidade de valor vk na direcção e sentido da tacada.

8. Qual dos percursos 1-5 melhor representa o percurso seguido pelo disco após a tacada?

9. O valor da velocidade do disco após a tacada é: 1. igual ao valor da velocidade, v0, que tinha antes de receber o golpe. 2. igual ao valor da velocidade, vk, que resulta do golpe e é independente da velocidade v0. 3. igual à soma aritmética dos valores das velocidades, v0 e vk. 4. menor do que v0 e menor do que vk. 5. maior do que v0 e do que vk, mas menor do que a soma aritmética das duas. 10. Ao longo do percurso sem atrito escolhido na questão 8, o valor da velocidade do disco após a tacada: 1. é constante 2. aumenta continuamente. 3. diminui continuamente. 4. aumenta durante algum tempo mas depois diminui. 5. é constante durante algum tempo mas depois diminui. 3/9

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11. Ao longo do percurso sem atrito escolhido na questão 8, a(s) principal(ais) força(s) a actuar no disco é (são) 1. a força gravítica. 2. a força gravítica e uma força horizontal na direcção e sentido do movimento. 3. a força gravítica, uma força vertical e ascendente exercida pela superfície e uma força horizontal na direcção e sentido do movimento. 4. a força gravítica e uma força vertical e ascendente exercida pela superfície. 5. nenhuma. (Não há forças a actuar no disco).

12. Uma bola é disparada por um canhão no topo de uma ravina de acordo com a figura seguinte. Qual dos percursos 1-5 melhor representa o percurso seguido pela bola?

13. Um rapaz atira uma esfera de aço directamente para cima. Considere o movimento da esfera um instante após ter deixado a mão do rapaz e antes de ter tocado o chão, e assuma que as forças exercidas pelo ar são desprezáveis. Nestas condições, as forças a actuar na esfera são: 1. 2. uma força gravítica e uma força vertical e ascendente que diminui gradualmente. uma força vertical e ascendente que diminui gradualmente desde o momento em que a esfera deixa a mão do rapaz até que chega ao ponto mais alto; no percurso descendente actua uma força gravítica que aumenta gradualmente à medida que a esfera se aproxima da superfície da Terra. 3. uma força gravítica quase constante e uma força vertical e ascendente que diminui gradualmente até a esfera alcançar o ponto mais alto; no percurso descendente actua apenas uma força gravítica quase constante. 4. 5. apenas uma força gravítica quase constante. nenhuma das opções anteriores. A esfera cai para o chão devido à sua tendência natural para repousar na superfície da Terra.

14. Uma bola de bowling cai acidentalmente da zona de carga de um avião que voa numa direcção horizontal. De acordo com uma pessoa de pé na Terra e observando o avião de acordo com a figura seguinte, qual dos percursos 1-5 melhor descreve a trajectória seguida pela bola após deixar o avião? 4/9

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Use a afirmação e a figura seguintes para responder às questões 15 e 16. Um camião avaria na estrada e é empurrado até à garagem por um pequeno carro, como mostra a figura seguinte.

15. Enquanto a velocidade do carro aumenta, quando começa a empurrar o camião, 1. a força com que o carro empurra o camião é igual à força com que o camião empurra o carro para trás. 2. a força com que o carro empurra o camião é menor do que a força com que o camião empurra o carro para trás. 3. a força com que o carro empurra o camião é maior do que a força com que o camião empurra o carro para trás. 4. o motor do carro está a funcionar, pelo que o carro empurra o camião, mas o motor do camião não está a funcionar pelo que o camião não pode empurrar o carro para trás. O camião é empurrado apenas porque está no caminho do carro. 5. nem o carro nem o camião exercem qualquer força um no outro. O camião é empurrado apenas porque está no caminho do carro.

16. Depois de o carro ter alcançado uma velocidade constante, à qual o seu condutor deseja empurrar o camião, 1. a força com que o carro empurra o camião é igual à força com que o camião empurra o carro para trás. 2. a força com que o carro empurra o camião é menor do que a força com que o camião empurra o carro para trás. 3. a força com que o carro empurra o camião é maior do que a força com que o camião empurra o carro para trás. 4. o motor do carro está a funcionar, pelo que o carro empurra o camião, mas o motor do camião não está a funcionar pelo que o camião não pode empurrar o carro para trás. O camião é empurrado apenas porque está no caminho do carro. 5. nem o carro nem o camião exercem qualquer força um no outro. O camião é empurrado apenas porque está no caminho do carro.

17. Um elevador é puxado para cima com velocidade constante, de acordo com a figura seguinte. O atrito pode ser desprezado. Nesta situação, as forças exercidas no elevador são tais que: 1. o valor da força vertical e ascendente exercida pelo cabo de aço é superior ao da força gravítica. 2. o valor da força vertical e ascendente exercida pelo cabo de aço é igual ao da força gravítica. 3. o valor da força vertical e ascendente exercida pelo cabo de aço é inferior ao da força gravítica. 5/9

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4. o valor da força vertical e ascendente exercida pelo cabo de aço é superior ao da soma da força gravítica com a força vertical descendente devida ao ar. 5. nenhuma das anteriores. (O elevador sobe porque o cabo de aço está a ser encurtado, não por causa de uma força ascendente exercida pelo cabo sobre o elevador).

cabo de aço

elevador a subir com velocidade constante

18. A figura seguinte mostra um rapaz num baloiço. A amplitude do movimento do baloiço ocorre num ponto mais alto do que P. Considere as seguintes forças:

A- A força gravítica. B- A força exercida pela corda que aponta de P para O. C- A força na direcção do movimento do rapaz. D- A força que aponta de O para P. Quais das forças acima mencionadas actuam no rapaz quando ele está no ponto P? 1. Apenas a força A. 2. As forças A e B. 3. As forças A e C. 4. As forças A, B e C. 5. As forças A, C e D.

19. As posições de dois blocos A e B em intervalos de tempo sucessivos de 0,2 s, estão representadas pelos quadrados numerados da figura seguinte. Os blocos deslocam-se para a direita. A primeira marca indica a posição dos blocos no instante inicial t = 0,0 s.

Bloco A Bloco B

Há algum instante em que os blocos têm a mesma velocidade? 1. Não. 2. Sim, no instante 0,2 s. 3. Sim, no instante 0,8 s. 6/9

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4. Sim, nos instantes 0,2 s e 0,8 s. 5. Sim, num instante do intervalo 0,4 a 0,6 s.

20. As posições de dois blocos A e B em intervalos de tempo sucessivos de 0,2 s, estão representadas pelos quadrados numerados da figura seguinte. Os blocos deslocam-se para a direita. A primeira marca indica a posição dos blocos no instante inicial t = 0,0 s.

Bloco A Bloco B

As acelerações dos blocos estão relacionadas da seguinte maneira: 1. a aceleração do bloco A é superior à aceleração do bloco B. 2. a aceleração do bloco A é igual à aceleração do bloco B. As duas acelerações são diferentes de zero. 3. a aceleração do bloco B é superior à aceleração do bloco A. 4. a aceleração do bloco A é igual à aceleração do bloco B. As duas acelerações são iguais a zero. 5. Não é dada suficiente informação para responder a esta questão. Use a afirmação e a figura seguintes para responder às questões 21 a 24. Uma nave espacial desliza lateralmente no espaço sideral, do ponto P para o ponto Q, de acordo com a figura seguinte. A nave não está sujeita a forças exteriores. Começando na posição Q, o motor da nave é ligado e é produzida uma força impulsiva constante em ângulo recto com a linha PQ. A força constante é mantida até a nave atingir um ponto R no espaço.

21. Qual dos seguintes percursos 1-5 melhor representa o percurso seguido pela nave entre os pontos Q e R?

22. À medida que a nave espacial se desloca do ponto Q para o ponto R o valor da sua velocidade: 1. é constante. 2. aumenta continuamente. 3. diminui continuamente. 4. aumenta durante algum tempo e depois é constante. 5. é constante durante algum tempo e depois diminui. 7/9

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23. No ponto R o motor da nave é desligado e a força impulsiva diminui imediatamente para zero. Qual dos percursos 1-5 melhor descreve o rumo da nave depois do ponto R?

24. Ultrapassado o ponto R, o valor da velocidade da nave: 1. é constante. 2. aumenta continuamente. 3. diminui continuamente. 4. aumenta durante algum tempo e depois é constante. 5. é constante durante algum tempo e depois diminui.

25. Uma mulher exerce uma força horizontal numa caixa grande. Como resultado, a caixa desloca-se horizontalmente no chão com velocidade constante de valor v0. A força constante aplicada pela mulher: 1. tem a mesma intensidade que a do peso da caixa. 2. tem uma intensidade superior à do peso da caixa. 3. tem a mesma intensidade que a da força que se opõe ao movimento da caixa. 4. tem uma intensidade superior à da força que se opõe ao movimento da caixa. 5. tem uma intensidade superior tanto à do peso da caixa como à da força que se opõe ao movimento da caixa.

26. Se a mulher da questão anterior duplicar a força horizontal constante que exerce na caixa, para a empurrar horizontalmente no mesmo chão, a caixa move-se: 1. com velocidade constante que é o dobro da velocidade de valor v0 da questão anterior. 2. com velocidade constante que é superior à velocidade de valor v0 da questão anterior, mas não necessariamente o dobro. 3. durante algum tempo com velocidade constante e superior à velocidade de valor v0 da questão anterior e depois com velocidade progressivamente superior. 4. durante algum tempo com velocidade que aumenta gradualmente e depois com velocidade constante. 5. com velocidade que aumenta progressivamente.

27. Se a mulher da questão 25 deixar subitamente de aplicar a força horizontal na caixa, então esta: 1. pára imediatamente. 2. continua em movimento com velocidade constante durante algum tempo e depois abranda até parar. 3. começa imediatamente a abrandar até parar. 4. continua em movimento com velocidade constante. 5. aumenta a sua velocidade durante algum tempo mas depois começa a abrandar até parar. 8/9

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28. Na figura seguinte, o estudante A tem uma massa de 75 kg e a estudante B tem uma massa de 57 kg. Eles estão sentados em cadeiras idênticas e virados um para o outro. O estudante A coloca os seus pés descalços nos joelhos da estudante B. O estudante A começa então a afastar os seus pés do corpo, fazendo com que ambas as cadeiras se desloquem.

Durante o intervalo de tempo do contacto, em que os dois estudantes se tocam: 1. Nenhum deles exerce uma força sobre o outro. 2. O estudante A exerce uma força na estudante B, mas esta não exerce qualquer força sobre o estudante A. 3. Qualquer dos estudantes exerce uma força sobre o outro, mas a estudante B exerce uma força maior. 4. Qualquer dos estudantes exerce uma força sobre o outro, mas o estudante A exerce uma força maior. 5. Ambos exercem forças, um sobre o outro, de igual intensidade.

29. Uma cadeira vazia está em repouso no chão. Considere as seguintes forças A- A força gravítica. B- A força vertical e ascendente exercida pelo chão. C- A força resultante vertical e descendente exercida pelo ar. Quais das forças anteriores estão a actuar na cadeira? 1. Apenas a força A. 2. As forças A e B. 3. As forças B e C. 4. As forças A, B e C. 5. Nenhuma. (Como a cadeira está em repouso, não há forças a actuar nela).

30. Apesar de um vento contrário muito forte, uma tenista consegue atingir a bola de forma que esta passe sobre a rede e toque o chão do outro lado do campo. Considere as seguintes forças: A- A força gravítica. B- A força exercida pela raquete. C- A força exercida pelo ar.

Quais das forças anteriores actuam na bola de ténis depois de ela ter deixado de contactar com a raquete e antes de tocar o chão? 1. Apenas a força A. 2. As forças A e B. 3. As forças A e C. 4. 5. As forças B e C. As forças A, B e C. 9/9

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