2º Colegial - 1ª Fase

Adote g = 10 m/s²

1) Um automóvel, deslocando-se em linha reta, tem sua velocidade variando com o tempo de acordo com a tabela abaixo.

1. Construa o gráfico de v x t.
2. Em quais intervalos de tempo o movimento do carro possui aceleração ?
3. Em qual intervalo a aceleração do carro é nula ?
4. Em qual intervalo a aceleração do carro é negativa ?
5. Em que intervalo, o movimento é uniformemente acelerado ?

2) O gráfico de velocidade em função do tempo para uma partícula que parte da origem e se move ao longo do eixo 0x está representado na figura do problema 2.

1. Trace os gráficos da aceleração a(t) e da posiçao s(t) para 0<t<16s.
2. Quantos metros a partícula terá percorrido ao todo (para frente e para trás) no fim de 12 seg. ?
3. Qual é o valor de "x" nesse instante ?

3) Quando uma pessoa inicia uma caminhada, num certo sentido, podemos afirmar que a Terra se movimenta no sentido oposto ? Explique, baseando-se nas Leis de Newton. Obs: Admitir que o sistema é constituído somente pela Terra e pela pessoa.

4) Observe a figura do problema 4. O sinal amarelo num cruzamento fica ligado durante 3s. A largura do cruzamento é de 15m. A aceleração máxima de um carro que se encontra a 30m do cruzamento, quando o sinal muda para o amarelo, é de 3m/s², e ele pode ser freiado a 5m/s².

1. Que velocidade mínima o carro precisa ter na mudança do sinal para o amarelo, a fim de que possa atravessar nesta cor ?
2. Qual é a velocidade máxima, que ainda lhe permite parar, antes de atingir o cruzamento ?

5) Um menino está sentado no alto de um monte semi-hesférico de gelo (iglu). Ele recebe um leve empurrão e começa a deslizar sobre o iglu.

a) Sentado a superfície do iglu sem atrito, mostre que ele é projetado para fora do iglu de um ponto cuja altura é 2R/3, onde R é igual ao raio da semi-esfera.
b) Se houver atrito entre o gelo e o menino, ele é projetado de uma altura maior ou menor que da resposta do ítem (a) ?

6)Uma partícula é abandonada do repouso no ponto A, conforme indica a figura do problema 6. Desprezando o atrito, determine o alcance a, sobre o plano horizontal BC, considerando:

h(1) = 50m; h(2) = 10m; Q = 30º; g = 10 m/s²

7) Um bloco de isopor com massa desprezível é preso por um fio no fundo de um recipiente, que está sendo preenchido com água. O gráfico, na figura do problema 7, mostra como vaira a tração T do fio em função da altura Y da água no recipiente.

1. Qual a altura h do bloco de isopor ? Justifique.
2. Qual o empuxo da água sobre o bloco, quando este está totalmente coberto por água ? Justifique.

8) Uma pulga de massa igual a 2 mg é capaz de saltar verticalmente a uma altura de 50 cm. Durante o intervalo de tempo (muito curto) em que estica as patas para impulsionar o salto, ela se eleva de 1 mm antes que suas patas "decolem" do solo. Calcule a força média exercida pela pulga sobre o solo ao pular e compare-a com o peso da pulga. 9) Considere o gráfico do problema 9. Num local onde a água ferve a 100 ºC, aquece-se 1 litro de água. A temperatura da água varia conforme o gráfico. Considere o calor específico da água igual a 1 cal/g ºC e o calor latente de vaporização da água igual a 540 cal/g. Responda: a) Quantas calorias a água recebeu durante os primeiros 5 minutos ? b) Se a transferência de calor for mantida na mesma razão, em que instante toda a água terá se vaporizado ?

10) Uma pessoa sedentária dissipa uma energia que equivale a uma lâmpada de 100 W. Quantos gramas de carboidratos ela deve ingerir por dia para não engordar, sabendo que os carboidratos fornecem, em média, 4 kcal/g ? Caso esta quantidade de calor dissipada pela pessoa seja utilizada para aquecer de 5 ºC uma certa quantidade de água, qual será o volume de água aquecido ?
Dados:

2º Colegial - 2ª Fase

Adote g = 10 m/s²

1) Observe o gráfico do problema 1. Descreva o tipo de movimento em cada trecho e o que pode estar acontecendo com o móvel.

3) Uma placa metálica apresenta um orifício central de área A_o, na temperatura t_o. Explique o que acontece com a área do orifício quando a temperatura varia para t > t_o.

4) Três barras A, B e C, de comprimento inicial L _0A, L _0B e L _0C , são unidas de forma a se constituir uma única barra de comprimento L ₀ = L _0A + L _0B + L _0C. Prove que o coeficiente de dilatação linear dessa nova barra, sabendo-se que os coeficientes de dilatação linear dos três materias são a _A, a _B e a _C é:

6) Um caminhão de massa M transporta um carro de massa m em sua carroceria (caminhão cegonha). Responda:

1. Porque o motorista deve fazer a curva em baixa velocidade ?
2. Na situação em que o caminhão se desloca em linha reta, qual a mínima aceleração que se pode imprimir ao caminhão para que o carro não escorregue ?
3. Ainda em deslocamento retilíneo, qual a máxima força de freamento aplicada ao caminhão para que o carro não se choque com a cabine ?

7) Uma caixa de papelão vazia, transportada na carroceria de um caminhão que trafega a 90 km/h, num trecho reto de uma estrada, é atravessada por uma bala perdida, como mostra a figura do problema 7. A largura da caixa é de 2 m, a distância entre as retas perpendiculares às duas laterais perfuradas da caixa e que passam, respectivamente, pelos orifícios de entrada e de saída da bala, ambos na mesma altura, é de 20 cm.

1. Supondo que a direção do disparo é perpendicular às laterais perfuradas da caixa e ao deslocamento do caminhão e, também, que o atirador estava parado na estrada, determine a velocidade da bala.
2. Supondo, ainda, que o caminhão se desloca para a direita, determine qual dos orifícios, A ou B, é o de entrada.

8) Duas esferas A e B, de massas iguais M, estão presas às extremidades de uma barra rígida, de massa desprezível e de comprimento L. Na figura do problema 8, você pode observar que o sistema gira livremente, sem atrito, sobre um plano horizontal, em torno de um pino P fixo no plano. A velocidade da esfera A tem módulo V_a, constante.

1. Qual o módulo V_b da velocidade do corpo B?
2. Qual o valor da razão entre os módulos das forças resultantes que agem nos corpos A e B, respectivamente ?
3. Qual o valor do módulo F_p da força que o pino P exerce sobre a barra ?

9) Nos países de inverno rigoroso, verifica-se o congelamento apenas da superfície dos lagos e rios. Por que toda a água não se congela e por que, do ponto de vista biológico, isto é importante ?

10) Em dias quentes, as pessoas têm a impressão de ver poças de água no asfalto de uma estrada. Explique tal fenômeno fisicamente.