Prof. Luiz Fabiano Cinemática Vetorial / Vetor Desloc., Velocidade e Aceleração Vetorial 01 - (UFRN/2010/1ª Fase) Considere que um carro se desloca em linha reta com velocidade constante e, em dado instante, o motorista aciona os freios e o carro se desloca por uma distância, d, até parar. Ao longo do percurso em que o carro se move com os freios acionados, os vetores velocidade e aceleração apresentam, respectivamente, a) a mesma direção e sentidos opostos. b) a mesma direção e o mesmo sentido. c) direções opostas e sentidos opostos. d) direções opostas e o mesmo sentido. 02 - (UFRN/2008) Considere que uma tartaruga marinha esteja se deslocando diretamente do Atol das Rocas para o Cabo de São Roque e que, entre esses dois pontos, exista uma corrente oceânica dirigida para Noroeste. Na figura abaixo, e são vetores de módulos iguais que representam, respectivamente, a velocidade resultante e a velocidade da corrente oceânica em relação à Terra. Dentre os vetores a seguir, aquele que melhor representa a velocidade com que a tartaruga deve nadar, de modo que a resultante dessa velocidade com e , é: Fundamentos da Cinemática / Movimentos, Classificação e Função Horária 03 - (UFRN/2001) Inácio, um observador inercial, observa um objeto em repouso devido às ações de duas forças opostas exercidas pela vizinhança desse objeto. No mesmo instante, Ingrid e Acelino, observando o mesmo objeto, a partir de referenciais diferentes do referencial de Inácio, chegam às seguintes conclusões: para Ingrid, o objeto se move com momento linear constante, e, para Acelino, o objeto se move com aceleração constante. Face ao exposto, é correto afirmar que a) Ingrid está num referencial não inercial com velocidade constante. b) Ingrid e Acelino estão, ambos, em referenciais não inerciais. c) Acelino está num referencial não inercial com aceleração constante. d) Acelino e Ingrid estão, ambos, em referenciais inerciais. Lançamentos de Projéteis / Oblíquos e Horizontais 04 - (UFRN/2004) A experiência ilustrada na figura ao lado é realizada na superfície da Terra. Nessa experiência, uma pessoa lança uma pequena esfera no mesmo instante em que um objeto que estava preso no teto é liberado e cai livremente. A esfera, lançada com velocidade v0, atinge o objeto após um tempo tg. Se repetirmos, agora, essa mesma experiência num ambiente hipotético, onde a aceleração local da gravidade é nula, o tempo de colisão entre a esfera e o objeto será t0. Considerando desprezível a resistência do ar nessas experiências, pode-se afirmar que: Ilustração do movimento de uma esfera lançada por um instrumento rudimentar (zarabatana). a) b) c) d) Movimento Uniforme / Movimentos, Classificação e Função Horária 05 - (UFRN/2007) Durante um treinamento para provas de estrada, um ciclista observou, no hodômetro (medidor de distância percorrida) instalado na sua bicicleta, que já havia percorrido a distância de 100,0 km, tomando como referência o ponto de partida. Observou, também, que o seu cronômetro estava registrando 3,00 h, para o intervalo de tempo decorrido até aquele instante. Nesse caso, a opção de resposta que expressa a velocidade média desenvolvida pelo ciclista durante o percurso, com o número correto de algarismos significativos, é: a) 33 km/h b) 33,3 km/h c) 33,33 km/h d) 33,333 km/h Movimentos Circulares / Velocidades e Aceleração 06 - (UFRN/1999) Com a mão, Mara está girando sobre sua cabeça, em um plano horizontal, um barbante que tem uma pedra amarrada na outra extremidade, conforme se vê na figura ao lado. Num dado momento, ela pára de impulsionar o barbante e, ao mesmo tempo, estica o dedo indicador da mão que segura o barbante, não mexendo mais na posição da mão, até o fio enrolar-se todo no dedo indicador. Mara observa que a pedra gira cada vez mais rapidamente, à medida que o barbante se enrola em seu dedo. Isso pode ser explicado pelo princípio de conservação do(a) a) momento linear. b) momento angular. c) energia mecânica. d) energia total. Atritos entre Sólidos / Estático e Dinâmico 07 - (UFRN/2008) Um automóvel se desloca com velocidade v = 54 km/h (15 m/s); quando, a 18 metros de distância de uma faixa de pedestre, o motorista visualiza uma senhora iniciando a travessia. Imediatamente, ele freia, e o automóvel pára, depois de ter percorrido uma distância d. Dados: • massa do automóvel: M = 1.000 kg; • coeficiente de atrito estático entre o carro e o asfalto: = 0,75; • aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 (considere que não ocorre deslizamento dos pneus no asfalto); • força de atrito sobre o automóvel: F = N (N é a força normal que atua sobre o automóvel); • equação que relaciona os módulos das velocidades final v e inicial v0, de um corpo: . Levando em conta essas condições, a) determine o módulo da aceleração do automóvel; b) calcule a distância, d, percorrida pelo automóvel até parar; c) determine se o automóvel atingirá a referida senhora. Colisão Mecânica / Elásticas, Inelásticas, Oblíq., Pêndulo, Qdade Mov 08 - (UFRN/1999) Os automóveis mais modernos são fabricados de tal forma que, numa colisão frontal, ocorra o amassamento da parte dianteira da lataria de maneira a preservar a cabine. Isso faz aumentar o tempo de contato do automóvel com o objeto com o qual ele está colidindo. Com base nessas informações, pode-se afirmar que, quanto maior for o tempo de colisão, a) menor será a força média que os ocupantes do automóvel sofrerão ao colidirem com qualquer parte da cabine. b) maior será a força média que os ocupantes do automóvel sofrerão ao colidirem com qualquer parte da cabine. c) maior será a variação da quantidade de movimento que os ocupantes do automóvel experimentarão. d) menor será a variação da quantidade de movimento que os ocupantes do automóvel experimentarão. Componentes da Força Resultante / Força Tangencial, Centrípeta e Estados Cenemáticos 09 - (UFRN/2006) Andorinha, exímia pára-quedista amadora, salta de um avião a uma grande altura e deixa-se cair em queda livre, retardando a abertura do pára-quedas. Após 10 segundos em queda livre, com aceleração constante, a componente vertical de sua velocidade atinge 290 km/h. Nesse instante, ela abre o pára-quedas e fica sujeita à força de resistência do ar sobre o pára-quedas, e esta é proporcional à sua velocidade. Devido à força de resistência do ar, a componente vertical de sua velocidade varia de 290 km/h até a velocidade terminal de 26 km/h, que permanece constante até as proximidades do solo. Despreze a resistência do ar durante os primeiros 10 segundos e considere que forças dirigidas para cima são positivas. O gráfico que representa a variação da componente vertical da força resultante que atua sobre Andorinha, em função do tempo, desde o instante em que ela saltou do avião até as proximidades do solo, é: a) b) c) e) 10 - (UFRN/2006) Chiquita treina barra fixa no Ginásio Municipal Machadinho. Em um de seus treinos, ela corre, salta e segura a barra, enquanto o treinador diminui o balanço de Chiquita exercendo forças na cintura da atleta. A figura ao lado representa o exato momento em que quatro forças atuam sobre Chiquita: duas horizontais, aplicadas pelo treinador, de 20 N e 50 N; e duas verticais, o peso e a reação normal da barra, de 450 N e 490 N. Também está indicado na figura o sistema coordenado de eixos cartesianos, x e y , em relação ao qual se pode expressar cada uma das forças que atua sobre Chiquita, em que são vetores unitários na direção e no sentido dos respectivos eixos. (As representações das forças por setas não estão em escala.) A força resultante que atua sobre Chiquita no referido momento é: a) b) c) d) Dilatação Térmica / Dilatações em Sólidos e Líquidos 11 - (UFRN/2006) O dispositivo mostrado na figura abaixo é utilizado em alguns laboratórios escolares, para determinar o coeficiente de dilatação linear de um sólido. Nesse dispositivo, o sólido tem a forma de um tubo de comprimento L0, inicialmente a temperatura ambiente, no qual se faz passar vapor de água em ebulição até que o tubo atinja a temperatura do vapor ao entrar em equilíbrio térmico com este. Há, no dispositivo, dois termômetros, TE1 e TE2, e um micrômetro, MI. Face ao acima exposto, é correto afirmar que, para a determinação do coeficiente de dilatação linear desse tubo, a) tanto o termômetro TE1 como o TE2 medem a variação de temperatura do tubo, e o micrômetro mede o comprimento inicial do tubo. b) o termômetro TE1 mede a temperatura ambiente, o termômetro TE2 mede a temperatura do vapor, e o micrômetro mede a variação de comprimento do tubo. c) o termômetro TE1 mede a temperatura do vapor, o termômetro TE2 mede a temperatura ambiente, e o micrômetro mede o comprimento final do tubo. d) tanto o termômetro TE1 como o TE2 medem a variação de temperatura do tubo, e o micrômetro mede a variação de comprimento do tubo. 12 - (UFRN/2007) Uma prensa mecânica passou tanto tempo fora de uso que seu parafuso central, constituído de alumínio, emperrou na região de contato com o suporte de ferro, conforme mostrado nas figuras 1 e 2, abaixo. Figura 1 Figura 2 Chamado para desemperrar o parafuso, um mecânico, após verificar, numa tabela, os coeficientes de dilatação volumétrica do alumínio e do ferro, resolveu o problema. a) Para desemperrar o parafuso considerando os coeficientes de dilatação do Al e do Fe, o mecânico esfriou ou aqueceu o conjunto? Justifique sua resposta. b) Supondo que, inicialmente, os diâmetros do parafuso e do furo do suporte eram iguais, determine a razão entre as variações dos seus diâmetros após uma variação de temperatura igual a 100 ºC. Eletrização / Processos, Cargas Elétricas, Eletroscópios etc 13 - (UFRN/2007) Parte da energia elétrica consumida atualmente no mundo provém de usinas nucleares. Nelas, uma reação de fissão nuclear em cadeia, mantida sob controle, é usada para gerar energia térmica. Essa energia produz vapor, o qual, através de uma turbina, faz girar o rotor de um gerador elétrico. No processo de fissão que ocorre numa usina nuclear, um átomo de urânio absorve um nêutron , resultando no isótopo instável com velocidade igual a zero, que, por sua vez, sofre uma reação de fissão e gera vários produtos. A figura apresentada a seguir ilustra o processo descrito. As setas indicam as direções das velocidades dos componentes iniciais e dos respectivos produtos finais. Com base no exposto, atenda às solicitações abaixo. a) Explique como a Lei de Conservação da Carga Elétrica se verifica para essa reação de fissão. b) Explicite quais condições devem ser satisfeitas pelas massas dos produtos finais da reação, por suas respectivas velocidades e pelos vetores quantidade de movimento linear dos raios , para que se verifique a Lei de Conservação da Quantidade de Movimento Linear. 14 - (UFRN/2010/1ª Fase) Uma nuvem eletricamente carregada induz cargas na região imediatamente abaixo dela, e essa região, por sua vez, também se eletriza. A figura que melhor representa a distribuição de cargas no interior da nuvem e na região imediatamente abaixo desta é: a) b) c) d) Potencial Elétrico / Energia Pot., Trabalho, Gráficos e Propriedades 15 - (UFRN/1999) Na formação de uma tempestade, ocorre uma separação de cargas elétricas no interior das nuvens, que induzem, na superfície da Terra, cargas de sinal oposto ao das acumuladas nas partes mais baixas das nuvens. Isso cria uma diferença de potencial elétrico entre essas partes das nuvens e o solo. Nas figuras a seguir, estão esquematizadas diferentes situações do tipo descrito acima. II Em primeira aproximação, as quatro situações podem ser interpretadas como capacitores de placas planas e paralelas. Estão indicados, nas figuras, um eixo vertical com medidas de alturas em relação ao solo e a diferença de potencial entre as partes mais baixas da nuvem e o solo em cada caso. O campo máximo que um capacitor cujo meio isolante seja o ar pode suportar, sem ocorrer uma descarga elétrica entre suas placas, é aproximadamente 3106 V/m. Qualquer campo maior que esse produz uma faísca (raio) entre as placas. Com base nesses dados, é possível afirmar que as situações em que mais provavelmente ocorrerão descargas elétricas são: a) I e IV b) I e III c) II e III d) II e IV Campo Eletrostático / Campo Elétrico, Cargas Puntiformes e Pontuais 16 - (UFRN/2004) A reprodução de muitas plantas depende de insetos, abelhas por exemplo, que levam pólen de uma flor para a outra. As abelhas ficam positivamente carregadas ao voar, tornando-se capazes de coletar eletricamente o pólen, que é levemente condutor. A antera (em que fica o pólen) indicada na figura é eletricamente isolada. Quando uma abelha se aproxima da antera, um grão de pólen é atraído e faz contato com seu corpo. Ilustração de uma flor, destacando a antera. Usando essas informações, pode-se afirmar que o campo elétrico produzido pela abelha e a variação de carga sofrida pelo grão de pólen após entrar em contato com o corpo do inseto são, respectivamente, a) não uniforme e nula. b) não uniforme e não-nula. c) uniforme e não-nula. d) uniforme e nula. Campo Elétrico Uniforme / Fontes, Potencial 17 - (UFRN/2007) O tubo de imagem, também denominado cinescópio, é um elemento essencial no aparelho de TV tradicional. Ele possui um emissor de elétrons, que são acelerados por campos elétricos em direção à parte interna da tela. Esta, ao ser atingida, emite luz. Cada figura abaixo representa um modelo simplificado de cinescópio. Nesses modelos, é mostrada a trajetória de um elétron que passa entre as placas de um capacitor carregado com carga Q, entre as quais existe um campo elétrico , e atinge a tela da TV. A opção de resposta que representa corretamente a direção do campo elétrico, , entre as placas do capacitor e a trajetória do elétron é: a) b) c) d) 18 - (UFRN/2000) Uma das aplicações tecnológicas modernas da eletrostática foi a invenção da impressora a jato de tinta. Esse tipo de impressora utiliza pequenas gotas de tinta, que podem ser eletricamente neutras ou eletrizadas positiva ou negativamente. Essas gotas são jogadas entre as placas defletoras da impressora, região onde existe um campo elétrico uniforme E, atingindo, então, o papel para formar as letras. A figura a seguir mostra três gotas de tinta, que são lançadas para baixo, a partir do emissor. Após atravessar a região entre as placas, essas gotas vão impregnar o papel. (O campo elétrico uniforme está representado por apenas uma linha de força.) Pelos desvios sofridos, pode-se dizer que a gota 1, a 2 e a 3 estão, respectivamente, a) carregada negativamente, neutra e carregada positivamente. b) neutra, carregada positivamente e carregada negativamente. c) carregada positivamente, neutra e carregada negativamente. d) carregada positivamente, carregada negativamente e neutra. Propriedades do Campo Elétrico / Linhas de Forças/Superfície Equip/Mov. de Cargas 19 - (UFRN/2008) Uma célula de fibra nervosa exibe uma diferença de potencial entre o líquido de seu interior e o fluido extracelular. Essa diferença de potencial, denominada potencial de repouso, pode ser medida por meio de microeletrodos localizados no líquido interior e no fluido extracelular, ligados aos terminais de um milivoltímetro, conforme a Figura 1. Num experimento de medida do potencial de repouso de uma célula de fibra nervosa, obteve-se o gráfico desse potencial em função da posição dos eletrodos, conforme a Figura 2. Considere que o módulo do vetor campo elétrico é dado por: sendo a diferença de potencial elétrico entre as superfícies externa e interna da membrana celular e a espessura. A partir dessas informações, pode-se afirmar que o vetor campo elétrico, no interior da membrana celular, tem módulo igual a a) 8,0 x 10–2 V/m e sentido de dentro para fora. b) 1,0 x 107 V/m e sentido de dentro para fora. c) 1,0 x 107 V/m e sentido de fora para dentro. d) 8,0 x 10–2 V/m e sentido de fora para dentro. 20 - (UFRN/2001) O professor Físis explicou em sala de aula como funcionam os monitores de computador que respondem por toque de dedo do usuário na própria tela. Quando o assunto foi abordado, alguns alunos se lembraram de ter encontrado tais sistemas em shopping-centers e locais turísticos. Físis decidiu discutir apenas um dos tipos de tecnologia, a “tecnologia capacitiva”. O professor esclareceu que, nesse caso, a tela é formada por um “sanduíche” de vidro especial. Entre as placas de vidro, há um sensor com determinada configuração de cargas elétricas a qual fica inalterada enquanto a tela não é tocada. Quando alguém encosta o dedo num ponto da tela, essa configuração se altera em torno daquele ponto. Existem placas de circuitos dentro do computador que identificam o ponto do toque e ativam a função selecionada. Diante da explicação acima, é possível concluir-se que o computador reconhece o ponto do toque devido à(ao) a) diminuição do potencial elétrico naquele ponto, permanecendo ali o campo elétrico constante. b) alteração do campo elétrico naquele ponto, ocorrendo ali cruzamento das linhas de força. c) aumento da densidade de linhas de força naquele ponto, diminuindo, no entorno, o campo elétrico. d) mudança do potencial elétrico naquele ponto, alterando, no entorno, a distribuição das curvas eqüipotenciais. TEXTO: 1 - Comum à questão: 21 A figura 1, abaixo, mostra o esquema de um termostato que utiliza uma lâmina bimetálica composta por dois metais diferentes – ferro e cobre – soldados um sobre o outro. Quando uma corrente elétrica aquece a lâmina acima de uma determinada temperatura, os metais sofrem deformações, que os encurvam, desfazendo o contato do termostato e interrompendo a corrente elétrica, conforme mostra a figura 2. Dilatação Térmica / Dilatações em Sólidos e Líquidos 21 - (UFRN/2010/1ª Fase) A partir dessas informações, é correto afirmar que a lâmina bimetálica encurva-se para cima devido ao fato de a) o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser maior que o do ferro. b) o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser menor que o do ferro. c) a condutividade térmica do cobre ser maior que a do ferro. d) a condutividade térmica do cobre ser menor que a do ferro.