2º Colegial - 1ª Fase

Adote g = 10 m/s2 

Questão 1 - Sabemos que existe uma força gravitacional entre Terra e Lua e que seu valor é de aproximadamente 4.7 x 1022 N. Suponha que, de alguma maneira, uma parte da massa da Terra (igual a metade do valor da massa da Lua) fosse transferida de repente à Lua. Pergunta-se:

  1. A força gravitacional entre Terra e Lua aumentaria, diminuiria ou ficaria com o mesmo valor ?
  2. Existiria um valor máximo para a força gravitacional entre Terra e Lua ? Quando isto ocorreria ? Justifique.

 

Questão 2 - 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 que 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 3 - A inscrição "peso líquido 5 kg" é comumente encontrada nas embalagens de produtos vendidos em supermercado. Esta forma é correta ? Justifique baseando-se em conceitos físicos. Caso julgue incorreta, escreva a forma correta.

 

Questão 4 - Utilizando-se de uma mola, como é possível medir a massa de um objeto de massa desconhecida ? Justifique e proponha um método para calibrar a escala em massa a ser utilizada.

 

Questão 5 - Na embalagem de uma barra de chocolate está indicado o seu valor nutricional, 200 cal. Sabe-se que 1 cal = 4.2 J. Se uma pessoa ingere essa barra de chocolate e supondo que ela emprega toda a energia do valor nutricional para lançar verticalmente para cima um corpo de massa igual a 100 gramas, qual seria a máxima altura atingida por esse corpo ? Despreze os atritos.

 

Questão 6 - Uma barra de aço de 100 cm de comprimento e cujas extremidades estão rigidamente presas em suportes fixos, tem um corte transversal em sua região central. Se a barra for aquecida uniformemente, de modo a sofrer uma elevação de temperatura de 100 ºC, qual será a elevação máxima do centro da barra ? o coeficiente de dilatação linear do aço é 1.2 x 10-5 ºC-1.

 

Questão 7 - A medida e o controle de temperatura desempenham um papel importante em nossas vidas. Em indústrias, laboratórios científicos, medicina e até mesmo em nossas casas. A tabela abaixo fornece algumas temperaturas notáveis para alguns fenômenos físicos. Analisando a tabela, responda as questões a seguir.

Fusão do Tungstênio

Filamento de uma lâmpada

Mistura Frigorífica (NaCl + gelo)

Ebulição do hidrogênio

Vaporização rápida do He

Ebulição do He

3.400 ºC

2.500 ºC

- 21 ºC

20 K

0.71 K

4.2 K
  1. Qual a temperatura da mistura frigorífica em graus Fahrenheit ?
  2. Qual a menor temperatura fornecida pela tabela ? Justifique.
  3. A temperatura média da superfície de algumas estrelas pode chegar a 3.600 K. Há na tabela temperatura superior a esta ? Justifique.

 

Figura da questão 8

 Questão 8

A figura da questão mostra um sistema, inicialmente em repouso, de pratos, roldanas, fios, polia e dinamômetro todos ideais. As esferas nos pratos são idênticas e possuem massas iguais a 100 g.

  1. Qual a indicação do dinamômetro na situação mostrada na figura ?
  2. Se uma esfera for retirada do prato A, quantas esferas iguais a ela devem ser colocadas no prato B para que a leitura no dinamômetro não se altere ?

 

2º Colegial - 2ª Fase

Adote g = 10 m/s2

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Figura da questão 1

 Questão 1

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 2 - Suponha uma máquina de lavar roupas em local muito liso, onde o atrito entre seus pés e o chão seja desprezível. O que acontece à máquina, quando ligada na posição de centrifugação ? Caso ela esteja cheia de água, o que acontece com a água ? Despreze o atrito entre a água e as paredes da máquina.

 

Figura da questão 3

 Questão 3

Observe a figura da questão. Considere um choque perfeitamente elástico entre duas bolas de bilhar iguais. Considerando que, após o choque, a bola preta entre na caçapa, esboce:

  1. O diagrama de forças que atuam nas bolas no instante da colisão.
  2. A trajetória que as bolas adquirem após o choque. Justifique.

 

Questão 4 - Foi realizado um experimento com duas esferas de chumbo idênticas, uma delas oca e a outra maciça. A esfera oca possui massa dez vezes menor que a outra esfera. Elas são soltas no mesmo instante de uma altura h. Observou-se que a esfera de chumbo maciça gasta um tempo um pouco menor que a outra esfera para atingir o solo. Baseado nas considerações anteriores, em qual das esferas a força da resistência do ar é maior ? Justifique.

 

Figura da questão 5

 Questão 5

A figura do problema ilustra um sistema em equilíbrio. Os corpos A e B possuem massas iguais a 2 kg. A mola é ideal e está deformada de 20 cm. O fio que liga o corpo A ao teto é ideal e de massa desprezível.

  1. Enuncie as leis que você aplicaria para calcular a constante elástica da mola.
  2. Qual a intensidade da tração no fio.
  3. Calcule a energia potencial elástica armazenada no sistema.
  4. Caso em determinado instante o fio se rompa, qual a aceleração de cada corpo neste instante.

 

Figura da questão 6

 Questão 6

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 L = 12,5 m e ângulo de inclinação de q = 30º. A que distância l o bloco cai ? Primeiro forneça a resposta em termos de v1, L, q e g (aceleração gravitacional local). Depois apresente o resultado numérico

 

Questão 7  - Durante o funcionamento de um motor, é necessário acionar o sistema de refrigeração. Tanto o ar como a água podem ser usados como substâncias refrigeradoras. Compare e forneça uma relação entre as quantidades de água e de ar necessárias para proporcionar a mesma refrigeração a um motor de automóvel. Dados: car: 0,24 cal/gºC e cágua: 1cal/gºC.

 

 Questão 8

Um automóvel é freado e suas rodas travadas ao descer uma rampa. Num dia seco, o carro para antes do final da descida e, num dia chuvoso, isto só ocorre no trecho horizontal, existente no final da rampa. Identifique as forças que agem sobre o carro, determinando a força resultante em cada situação num instante antes que ele pare totalmente.