1º Colegial - 1ª Fase

Adote g = 10 m/s2

Questão 1 - A tabela a seguir fornece dados relativos à queda vertical de um corpo próximo à superfície da Terra.

S (m) 125 120 105 80 45
T (sec) 0 1 2 3 4
  1. No movimento em questão, podemos dizer que o espaço e o tempo são grandezas diretamente proporcionais ? Justifique.
  2. Sabendo que o corpo foi abandonado do repouso no instante t = 0 e analisando a tabela, determine o tempo total da queda até o chão (S = 0).

 

Questão 2 - Um homem de 20 anos, dirigindo um automóvel a 72 km/h por uma estrada retilínea, avistou um obstáculo situado 110 m à frente. Acionou os freios, produzindo uma aceleração de retardamento igual à 2m/s2. O mesmo homem, agora com 60 anos, passa pela mesma estrada. Supondo-se que a partir dos 20 anos, o tempo de reação aumentou de 0,05 seg. a cada 5 anos, responda:

  1. Qual o tempo de reação da pessoa aos 20 anos ?
  2. Aos 60 anos, qual a distância que a pessoa deve estar do obstáculo, para que, com aceleração constante de retardamento de 2 m/s2 pare exatamente no obstáculo ?

 

Questão 3 - Um saltador olímpico numa prova de salto em distância faz três saltos, sendo que todos eles com a mesma velocidade inicial. No entanto o saltador obteve três resultados diferentes. Qual fator ou fatores poderiam ter influenciando sua performance, considerando desprezíveis quaisquer tipos de atrito existentes. Justifique sua resposta.

 

Questão 4 - Um garoto bate com um martelo na extremidade de um trilho de 800 m de comprimento. Na extremidade oposta, seu amigo percebe dois sons distintos. Sabendo que o som se propaga no trilho a 5100 m/s e no ar a 330 m/s, determine o intervalo de tempo transcorrido entre os instantes de percepção dos dois sons.

 

Figura da questão 5

 Questão 5 - Suponha que você e um par de bóias salva-vidas estejam descendo um rio. Ambos salva-vidas estão a uma distância de 3 metros de você. Você está entre os dois salva-vidas e quer chegar a um deles. Em qual deles você chega primeiro, ou seja, leva menos tempo? No salva-vidas que vem à suas costas ou ao que vai à sua frente? Justifique sua resposta.

 

Questão 6 - Um garoto se move em movimento retilíneo uniforme sobre um skate. Em um dado momento, ele atira verticalmente para cima uma bolinha. Supondo que o atrito do ar com a bolinha não interfira em sua trajetória, responda:

  1. A bolinha cairá ou não em sua mão ? Justifique.
  2. Qual trajetória o garoto observa para a bolinha ? Justifique.
  3. Qual a trajetória para a bolinha observada por uma pessoa localizada na calçada ? Justifique.
  4. E se no momento de abandonar a bolinha ele toma uma trajetória curvilínea? A bolinha cairá em sua mão? Justifique.

 

Questão 7 - A inscrição "peso líquido 5kg" é comumente encontrada nas embalagens de alguns produtos vendidos em supermercado. Esta forma é correta sob o ponto de vista da Física? Justifique baseando-se em conceitos físicos. Caso julgue incorreta, escreva a forma correta.

 

Questão 8 - A partir de princípios da dinâmica Newtoniana, explique a utilidade do cinto de segurança em automóveis.

 

1º Colegial - 2ª Fase

Adote g = 10 m/s2

 

Questão 1 - Em uma estrada de pista única, um carro de 4 m de comprimento, com velocidade cujo módulo é 22 m/s, quer ultrapassar um caminhão de comprimento 28 m que está com velocidade constante cujo módulo é 10 m/s. O motorista do carro inicia a ultrapassagem, quando a frente do caminhão encontra-se a 50 m de uma ponte. Supondo que o carro faça a ultrapassagem com sua aceleração máxima de módulo 4 m/s2, responda:

 

Figura da questão 2

 Questão 2

Um ciclista, partindo do repouso em t = 0, começa a pedalar. Sua posição varia conforme o tempo, dada pelo gráfico do problema. Responda:

  1. Qual a velocidade média do ciclista entre t = 3s e t = 9s ?
  2. Qual a distância percorrida pelo ciclista entre t = 0 e t = 15s ?
  3. Descreva o tipo de movimento nos seguimentos 1, 2 e 3.

 

 

Figura da questão 3

 Questão 3

Um bloco inicia a subida por uma rampa sem atrito com velocidade v1 = 15 m/s. O bloco sobe a rampa e cai no patamar, conforme mostra a trajetória da figura do problema. A rampa tem comprimento L = 12,5 m e ângulo de inclinação de  = 30º. Na rampa, o bloco adquire uma aceleração de a = - 5m/s2. A que distância l o bloco cai ? Primeiro forneça a resposta em termos de v1, L,  e a. Depois apresente o resultado numérico.

 

Questão 4 - Um edifício tem 18 m de altura. Uma pessoa, situada na base desse edifício, lança uma bola verticalmente para cima, com velocidade de 12m/s. No mesmo instante, outra pessoa no alto do edifício deixa cair, na mesma vertical, outra bola. A que altura do solo as bolas se encontrarão ?

 

Questão 5 - Leia os itens abaixo e responda:

  1. O movimento de um corpo depende do referencial no qual ele é observado. Cite um exemplo que ilustre esta afirmação.
  2. Descreva uma situação na qual um corpo se encontra em repouso para um observador, mas em movimento em relação a outro observador.
  3. Quando dizemos que a Terra gira ao redor do Sol, onde estamos supondo que está situado o referencial ? Justifique.

 

 

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Figura da questão 6

 Questão 6

Considere um bloco de madeira sobre a mesa conforme a figura da questão. Se denominarmos a força gravitacional exercida no bloco como AÇÃO, qual a força de REAÇÃO de acordo com a 3ª Lei de Newton? Desenhe onde estará agindo e justifique sua proposição.

 

Questão 7 - Um trem desloca-se entre duas estações por uma ferrovia plana e retilínea. Durante os primeiros 30 s, ele parte do repouso com aceleração cujo módulo é 0,5 m/s2. Em seguida, a velocidade é mantida constante durante 90 s e depois freia-se o trem com aceleração cujo módulo é 0,5 m/s2 até que ele pare. Esboce o gráfico velocidade em função do tempo deste movimento.

  1. Qual a distância que o trem percorreu até parar ?
  2. Dê as equações horárias da velocidade e da posição para os três movimentos.

 

Figura da questão 8

 Questão 8

Em uma experiência para medir a velocidade da luz, realizada no século XIX, o físico francês H. Fizeau utilizou uma roda dentada. Um aluno de física tentou reproduzir a experiência utilizando uma extensa fita dentada, como mostra a figura do problema. A velocidade da fita era ajustada de tal modo que um feixe de luz, passando no ponto A entre dois dentes da fita, incidia em um espelho fixo, situado a uma certa distância, sendo refletido e retornando à fita dentada exatamente a tempo de passar no ponto B entre os dentes seguintes. A distância entre os pontos A e B é 0,000018 cm. Supondo que a fita dentada tivesse 720 dentes, que sua distância ao espelho fosse de 9 km e sabendo-se que a velocidade da luz é de 3 x 105 km/s, determine a velocidade v da fita para que isso ocorra. Forneça a resposta da velocidade em m/s. Comente a viabilidade da proposta do aluno a partir dos resultados.