Tiêu đề 3982-25 - TC de Física - 3ª Série - Turmas ITA-IME.pdf ✅

TC DE FÍSICA – TURMAS ITA/IME – 3a SÉRIE OSG 3982/25 2 Calcule o trabalho da força F nesse trajeto, considerando a massa do bloco de 2 kg e o coeficiente de atrito ciné- tico entre o bloco e a superfície de 0,5 (g = 10 m/s2). a) 20 J b) 40 J c) 60 J d) 80 J e) 100 J 8. Você usa um balde de massa M para puxar água de um poço de profundidade H. Durante a elevação do balde, ele perde água a uma taxa constante por conta de um furo em seu fundo, de tal forma que apenas dois terços da capacidade total do balde chegam à superfície. Sa- bendo que você puxa o balde lentamente através de uma corda e que a capacidade total do balde é de uma massa m de água, calcule o trabalho realizado por você nesse processo. Considere a gravidade local g. a) W gH(M m) = + b)   = +     m W gH M 3 c)   = +     2m W gH M 3 d)   = +     m W gH M 6 e)   = +     5m W gH M 3 9. Considere uma barra de massa m e comprimento L com uma de suas extremidades presa a um ponto so- bre uma mesa horizontal. A barra é livre para girar em torno desse ponto e o coeficiente de atrito entre a barra e a mesa é μ. Considerando g a gravidade local, encontre o trabalho necessário para fazer a barra gi- rar lentamente um ângulo θ com relação ao ponto fixo. a) θ = mgL W μ 2 b) W μmgL = θ c) θ = mgL W μ 3 d) θ = mgL W μ 4 e) θ = mgL W μ 6 10. Um bloco de 2 kg é empurrado através de uma força tan- gencial e desliza com velocidade constante de 4 m/s em uma curva circular. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é 0,5 e o raio da curva é de π 2 me- tros. Considerando g = 10 m/s2, calcule o trabalho da força F para levar o bloco do ponto A ao ponto B. 11. (Ime 2022) Um bloco cúbico homogêneo de aresta L parte do repouso em uma rampa de altura h. O bloco desliza sem atrito até que seu vértice P alcance a coor- denada x = 0 em uma superfície plana. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético é μ para x ≥ 0, a coorde- nada xP do vértice P em que o bloco estaciona, conside- rando que xP ≥ L, é a) + h L . μ 2 b) − h L . μ 2 c) hL L . μ 2 + d) 2h. μ e) h . μ 12. Em um tiro de arco e flecha, a aceleração da flecha dimi- nui linearmente com a distância s a partir de seu valor inicial em A, após a liberação, até zero, em B, após se deslocar uma distância d.
TC DE FÍSICA – TURMAS ITA/IME – 3a SÉRIE OSG 3982/25 3 Calcule a distância percorrida pela flecha no instante em que sua velocidade é uma fração f da máxima velocidade atingida no movimento subsequente. a) s d1 ƒ = − b) s d1 1 ƒ = −− ( ) c) = −− ( ) 2 s d1 1 ƒ d) s d2 ƒ = − e) = − 2 s d2 ƒ 13. (Ita 2020) Uma pequena esfera com peso de módulo P é arremessada verticalmente para cima com velocidade de módulo V0 a partir do solo. Durante todo o percurso, atua sobre a esfera uma força de resistência do ar de módulo F constante. A distância total percorrida pela es- fera após muitas reflexões elásticas com o solo é dada aproximadamente por a) − 2 V (P F) 0 . 2gF d) 2 V P0 . 2gF b) + 2 V (P F) 0 . 2gF e) 2 V P0 . gF c) 2 0 2V P. gF 14. Uma partícula se move em uma dimensão sob ação de um potencial dado por: U = 5x2 – 20x + 2, em unidades do SI. A partícula é liberada do repouso na posição x = –3. Encontre a máxima energia cinética e a máxima coordenada x da partícula no movimento subsequente. a) Kmáx = 107 J e xmáx = 3 m b) Kmáx = 125 J e xmáx = 3 m c) Kmáx = 118 J e xmáx = 7 m d) Kmáx = 125 J e xmáx = 7 m e) Kmáx = 107 J e xmáx = 7 m 15. Um objeto de massa m está em movimento circular, des- lizando sobre um plano inclinado. O objeto está preso em uma das extremidades de uma corda de compri- mento L, cuja massa e elasticidade são desprezíveis. A outra extremidade da corda está fixada na superfície de um plano inclinado, conforme indicado na figura a seguir. O plano inclinado faz um ângulo θ = 30° em relação ao plano horizontal. Considerando g a aceleração da gravi- dade e = π 1 μ 3 o coeficiente de atrito cinético entre a superfície do plano inclinado e o objeto, assinale a alter- nativa correta para a variação da energia cinética do ob- jeto, em módulo, ao se mover do ponto P, cuja veloci- dade em módulo é vP, ao ponto Q, em que sua veloci- dade tem módulo vQ. a) mgL b) 1 mgL 2 c) 2 mgL 3 d) 3 mgL 2 e) 2 mgL 16. Um bloco de massa M = 1,0 kg é solto a partir do repouso no ponto A, a uma altura H = 0,8 m, conforme mostrado na figura. No trecho plano entre os pontos B e C (de com- primento L = 3,5 m), o coeficiente de atrito cinético é μ = 0,1. No restante do percurso, o atrito é desprezível. Após o ponto C, encontra-se uma mola de constante elástica k = 1,0 · 102 N/m. Considere a aceleração da gra- vidade como g = 10 m/s2 . Sobre isso, analise as proposições a seguir. I. Na primeira queda, a velocidade do bloco no ponto B é vB = 16 m/s. II. Na primeira queda, a velocidade do bloco no ponto C é vC = 9 m/s. III. Na primeira queda, a deformação máxima da mola é xmáx = 30 cm. IV. O bloco atinge o repouso definitivamente numa po- sição de 1 m à direita do ponto B. Está(ão) correta(s) a) I e II, apenas. b) III e IV, apenas. c) I, II, III e IV. d) III, apenas. e) I, II e IV, apenas.
TC DE FÍSICA – TURMAS ITA/IME – 3a SÉRIE OSG 3982/25 4 17. Um fio ideal de comprimento 2l conecta duas massas iguais sobre uma superfície horizontal sem atrito. Uma força constante de módulo F é aplicada no ponto médio do fio, como indicado. Encontre quanta energia cinética é perdida quando as massas colidem, se, depois da coli- são, elas ficam grudadas. 18. A figura mostra o instante em que uma esfera de 4 kg é abandonada do repouso, da posição P, e cai sobre a mola ideal de constante elástica 2 · 102 N/m. O maior valor da velocidade atingida por essa esfera, no seu movimento descendente, é a) 3 m/s. b) 4 m/s. c) 5 m/s. d) 6 m/s. e) 7 m/s. 19. Uma argola de massa m é atraves- sada em um aro vertical fixo de raio R, onde pode deslizar sem atrito. A argola é presa ao aro através de uma mola de compri- mento natural nulo, a mola se en- contra presa ao aro em seu ponto mais alto. Se a argola for pertur- bada quando se encontra em repouso sobre o aro em seu ponto mais alto, calcule o máximo valor da cons- tante elástica da mola para que a argola consiga atraves- sar o ponto mais baixo do aro. Considere agora que a argola se encontra no ponto mais baixo do aro e é im- pulsionada para a direita com uma velocidade inicial v0. Se a constante elástica da mola tem o valor calculado anteriormente, mostre que a argola percorre o aro com velocidade constante. 20. Considere o sistema mostrado formado por uma barra sem massa ligada a duas pequenas esferas de massa 2 kg, que estão apoiadas sobre uma superfície circular de raio 4 m. Inicialmente, a barra se encontra na posição indicada, quando é solta e começa a deslizar sobre a su- perfície, onde existe atrito, porém muito pequeno. Após um tempo muito grande, qual será o trabalho rea- lizado pelo atrito? Considere a gravidade local 10 m/s2. a) 32 J b) 28 J c) 16 J d) 12 J e) 4 J 21. (Ime 2019) Um cilindro de raio R rola, sem deslizar, em velocidade angular ω, sobre uma superfície plana horizontal até atingir uma rampa. Considerando também que o rola- mento na rampa seja sem deslizamento e chamando de g a aceleração da gravidade, a altura máxima, h, que o eixo do cilindro alcança na rampa em relação à superfí- cie plana é a) ω + 2 2 R R . g b) ω + 2 2 R R . 2g c) ω + 2 2 R 2R . g d) ω2 2 R . g e) ω2 2 R . 2g