A escolha de quem pensa. 1

ENSINO MÉDIO

Pré Vestibular

Física___/___/2015

Aluno: Nº: Turma:

MoviMento CiRCULAR UnifoRMe

01. (PUC-RIO) Um menino passeia em um carrossel de raio R. Sua mãe, do lado de fora do carrossel, observa o garoto passar por ela a cada 20 s. Determine a velocidade angular do carrossel em rad/s.

a) .4π

b) .2π

c) .10π

d) 3 .2π

e) 4 .π

02. (PUC-CAMP) Em uma bicicleta o ciclista pedala na coroa e o movimento é transmitido à catraca pela corrente. A frequência de giro da catraca é igual à da roda. Supondo os diâmetros da coroa, catraca e roda iguais, respectivamente, a 15 cm, 5,0 cm e 60 cm, a velocidade dessa bicicleta, em m/s, quando o ciclista gira a coroa a 80 rpm, tem módulo mais próximo de:

Coroa Catraca

Roda

a) 5.

b) 7.

c) 9.

d) 11.

e) 14.

03. (FUVEST) É conhecido o processo utilizado por povos primitivos para fazer fogo. Um jovem, tentando imitar parcialmente tal processo, mantém entre suas mãos um lápis de forma cilíndrica e com raio igual a 0,40 cm de tal forma que, quando movimenta a mão esquerda para a frente e a direita para trás, em direção horizontal, imprime ao lápis um rápido movimento de rotação. O lápis gira, mantendo seu eixo fixo na direção vertical, como mostra a figura ao lado. Realizando diversos deslocamentos sucessivos e medindo o tempo necessário para executá-los, o jovem conclui que pode deslocar a ponta dos dedos de sua mão direita de uma distância L = 15 cm, com velocidade constante, em aproximadamente 0,30 s.

L

L2

Podemos afirmar que, enquanto gira num sentido, o número de rotações por segundo executadas pelo lápis é aproximadamente igual a:

a) 5.

b) 8.

c) 10.

d) 12.

e) 20.

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04. (PUC-CAMP) Dois corredores percorrem um pista circular de comprimento 600 m, partindo do mesmo ponto e no mesmo instante. Se a percorrerem no mesmo sentido, o primeiro encontro entre eles acontecerá depois de 5,0 minutos. Se a percorrerem em sentidos opostos, o primeiro encontro ocorrerá 1,0 minuto após a partida. Admitindo constantes as velocidades dos corredores, em módulo e em m/s, seus valores serão, respectivamente:

a) 5,0 e 5,0.

b) 6,0 e 4,0.

c) 8,0 e 6,0.

d) 10 e 5,0.

e) 12 e 6,0.

05. (FUVEST) A Estação Espacial Internacional man-tém atualmente uma órbita circular em torno da Terra, de tal forma que permanece sempre em um plano, normal a uma direção fixa no espaço. Esse plano contém o centro da Terra e faz um ângulo de 40° com o eixo de rotação da Terra. Em um certo momento, a Estação passa sobre Macapá, que se encontra na linha do Equador. Depois de uma volta completa em sua órbita, a Estação passará nova-mente sobre o Equador em um ponto que está a uma distância de Macapá de, aproximadamente:

Eixo de rotação da Terra

N 40°Plano deórbita daestação

MacapáEquador

S

Dados da Estação: Período aproximado: 90 minutosAltura acima da Terra ≈ 350 kmDados da Terra: Circunferência no Equador ≈ 40.000 km.

a) zero km.

b) 500 km.

c) 1.000 km.

d) 2.500 km.

e) 5.000 km.

06. (UFRN) Satélites de comunicação captam, amplifi-cam e retransmitem ondas eletromagnéticas. Eles são normalmente operados em órbitas que lhes possibilitam permanecer imóveis em relação às an-tenas transmissoras e receptoras fixas na superfície da Terra. Essas órbitas são chamadas geoesta-cionárias e situam-se a uma distância fixa do centro da Terra.

A partir do que foi descrito, pode-se afirmar que, em relação ao centro da Terra, esse tipo de satélite e essas antenas terão:

a) a mesma velocidade linear, mas períodos de rotação diferentes.

b) a mesma velocidade angular e o mesmo período de rotação.

c) a mesma velocidade angular, mas períodos de rotação diferentes.

d) a mesma velocidade linear e o mesmo período de rotação.

07. (UEM) O diagrama abaixo mostra um brinquedo giratório de parque de diversões visto de cima. Na posição A, encontra-se uma pessoa que gira a uma velocidade de aproximadamente 10 m/s. Em um certo momento do giro, o pavimento do brinquedo cai e a pessoa permanece contra a parede sem cair. Qual vetor melhor representa a direção e o sentido da aceleração centrípeta da pessoa no ponto A?

R

A

Pessoa

Qual vetor melhor representa a direção e o sentido da aceleração centrípeta da pessoa no ponto A?

a)

b)

c)

d)

e)

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08. (UTFPR) O disco a seguir figurado efetua um movimento circular uniforme em torno de um eixo que passa pelo seu centro (ponto O). Os pontos P e Q, assinalados na figura, estão fixos ao disco.

O

P

Q

Com relação a essa situação, são feitas as seguintes afirmações.

I) Os pontos P e Q possuem mesma velocidade angular.

II) O ponto Q possui maior velocidade tangencial.

III) Os pontos P e Q possuem mesma aceleração centrípeta.

Podemos afirmar que:

a) apenas as afirmativas I e II estão corretas.b) apenas as afirmativas I e III estão corretas.c) apenas as afirmativas II e III estão corretas.d) apenas a afirmativa II está correta.e) todas as afirmativas estão corretas.

09. (UTFPR) Calcular um valor aproximado para a velocidade orbital da Terra, VT, em torno do Sol, considerando as seguintes informações:

I) a luz proveniente do Sol leva aproximadamente 8 minutos para chegar até a Terra.

II) a órbita anual da Terra em torno do Sol pode ser considerada aproximadamente uma cir-cunferência.

III) a velocidade da luz no vácuo é aproximadamente 3 . 108 m/s.

a) VT = 3,9 . 1010 km/s.

b) VT = 2,9 . 104 km/s.

c) VT = 2,9 . 108 m/s.

d) VT = 1,9 . 101 m/s.

e) VT = 2,9 . 104 m/s.

10. Um cidadão brasileiro resolve construir uma bicicleta com objetivo de contribuir para a melhoria da qualidade do ar e de sua própria saúde. A bicicleta possui uma corrente que liga uma coroa dentada dianteira (D) movimentada pelos pedais, a uma coroa localizada no eixo da roda traseira (T). O rendimento da roda traseira depende do tamanho relativo das coroas.

Dos esquemas das coroas representadas a seguir, a roda traseira que dá o maior número de voltas por pedaladas é:

a)T

D T T

TT

D D

DDb)TD T T

TT

D D

DDc)T

D T T

TT

D D

DD

d)

TD T T

TT

D D

DD

e)

TD T T

TT

D D

DD

11. (UFPR) Recentemente, o ônibus espacial Discovery levou tripulantes ao espaço para realizarem reparos na estação espacial internacional. A missão foi bem-sucedida e o retorno ocorreu com segurança. Antes de retornar, a nave orbitou a Terra a cerca de 400 km de altitude em relação a sua superfície, com uma velocidade tangencial de módulo 26.000 km/h. Considerando que a órbita foi circular e que o raio da Terra vale 6.400 km, qual foi o número de voltas completas dadas em torno da Terra num período de 6,8 π horas?

a) 13.

b) 10.

c) 15.

d) 17.

e) 12.

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12. (UTFPR) Para medição da velocidade de um automóvel é necessário o uso do odômetro (equipamento que mede a distância percorrida). Considerando que o pneu de um carro apresenta diâmetro de 50 cm e executa 540 rotações a cada minuto, podemos afirmar que a velocidade do carro será de aproximadamente:

a) 50 km/h.

b) 60 km/h.

c) 70 km/h.

d) 80 km/h.

e) 90 km/h.

13. (UTFPR) Numa pista de “autorama”, dois carrinhos, A e B, com velocidades respectivamente iguais a 2π m/s e 3π m/s, percorrem uma pista circular de raio 6 metros. Se eles percorrem a pista no mesmo sentido, assinale a alternativa correta.

a) A velocidade angular do carrinho B é igual a 3π

rad/s.

b) A frequência do carrinho A é igual a 0,25 Hz.

c) O período do carrinho B é igual a 6 s.

d) O carrinho A é ultrapassado a cada 12 s.

e) A velocidade relativa entre os carrinhos é 5π m/s.

14. (UEM) Considere as informações a seguir.

I) O número de Avogadro é 6,02 . 1023.

II) A massa de um grão de soja é aproximada-mente 0,2 g.

III) A massa de uma saca de soja é 60 kg.

IV) O perímetro da linha do equador é aproxima-damente 40.000 km.

V) Uma carreta de 30 m de comprimento trans-porta 500 sacas de soja.

Imagine que carretas carregadas com o número de Avogadro de grãos de soja fossem colocadas uma após a outra sobre a linha do equador, sem espaço en-tre elas. O número de voltas que essas carretas dariam em torno do equador seria aproximadamente de:

a) 3 bilhões.

b) 300 milhões.

c) 30 milhões.

d) 3 milhões.

e) 300 mil.

15. (PUC-RIO) O centro de um furacão se desloca com uma velocidade de 150 km/h na direção norte-sul seguindo para o norte. A massa gasosa desse furacão realiza uma rotação ao redor de seu centro no sentido horário com raio R = 100 km. Determine a velocidade de rotação da massa gasosa do furacão em rad/h, sabendo que a velocidade do vento medida por repórteres em repouso, nas extremidades leste e oeste do furacão, é de 100 km/h e 200 km/h, respectivamente.

a) 0,1.

b) 0,5.

c) 1,0.

d) 1,5.

e) 2,0.

16. (UEM) Duas polias, A e B, de raios R1 = 10 cm e R2 = 20 cm, giram acopladas por uma correia de massa desprezível que não desliza, e a polia A gira com uma frequência de rotação de 20 rpm. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

(01) A velocidade de qualquer ponto P da correia é aproximadamente 0,21 m/s.

(02) A frequência angular de rotação da polia B é 2,0 rad/s.

(04) A razão entre as frequências de rotação das polias A e B é 2.

(08) O período de rotação da polia A é 3,0 s.

(16) A aceleração centrípeta experimentada por uma partícula de massa m, colocada na extremidade da polia A (borda mais externa), é maior do que se a mesma partícula fosse colocada na extremidade da polia B.

17. (UFSCAR – Adaptada) Para possibilitar o translado da fábrica até a construção, o concreto precisa ser mantido em constante agitação. É por esse motivo que as betoneiras, quando carregadas, mantêm seu tambor misturador sob rotação constante de 4 rpm. Esse movimento só é possível devido ao engate por correntes de duas engrenagens, uma grande, presa ao tambor e de diâmetro 1,2 m, e outra pequena, de diâmetro 0,4 m, conectada solidariamente a um mo-tor.

Na obra, para que a betoneira descarregue seu con-teúdo, o tambor é posto em rotação inversa, com velocidade angular 5 vezes maior que a aplicada du-rante o transporte. Nesse momento, a frequência de rotação do eixo da engrenagem menor, em rpm., é:

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a) 40.

b) 45.

c) 50.

d) 55.

e) 60.

18. (UNESP) Pesquisadores têm observado que a capacidade de fertilização dos espermatozoides é reduzida quando estas células reprodutoras são submetidas a situações de intenso campo gravitacional, que podem ser simuladas usando centrífugas. Em geral, uma centrífuga faz girar diversos tubos de ensaio ao mesmo tempo; a figura representa uma centrífuga em alta rotação, vista de cima, com quatro tubos de ensaio praticamente no plano horizontal.

9,0 m

As amostras são acomodadas no fundo de cada um dos tubos de ensaio e a distância do eixo da centrífuga até os extremos dos tubos em rotação é 9,0 cm. Considerando g = 10 m/s2, calcule a velocidade angular da centrífuga para gerar o efeito de uma aceleração gravitacional de 8,1 g.

19. (UFPR) Em 10 de setembro de 2008, a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (sigla internacional CERN) ligou pela primeira vez o acelerador de partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, em inglês), máquina com a qual se espera descobrir partículas elementares que comprovarão ou não o modelo atual das partículas nucleares.

O colisor foi construído em um gigantesco túnel circular de 27 km de comprimento, situado sob a fronteira entre a Suíça e a França e a uma profundidade de 50 a 120 m. Prótons são injetados no tubo circular do LHC e, após algum tempo em movimento, atingem velocidades próximas à da luz no vácuo (c). Supondo que após algumas voltas os prótons atinjam a velocidade constante de 0,18 c, com base nas informações acima e desprezando os efeitos relativísticos, determine:

a) Quantas voltas os prótons dariam ao longo do túnel no intervalo de um minuto.

b) A velocidade angular desses prótons.

20. (UFSC) Um carro com velocidade de módulo constante de 20 m/s percorre a trajetória descrita na figura, sendo que de A a C a trajetória é retilínea e de D a F é circular, no sentido indicado.

A

VA

B

VB

C

VC

D

VD

E

VE

FVF

Assinale a(s) proposição(ões) correta(s).

(01) O carro tem movimento uniforme de A até C.

(02) O carro tem movimento uniforme de A até F.

(04) O carro tem aceleração de A até C.

(08) O carro tem aceleração de D até F.

(16) O carro tem movimento retilíneo uniformemente variado de D até F.

21. Considere as rodas de transmissão, A e B, de uma bicicleta, mostradas na figura deste problema.

ACB

Como você sabe, a engrenagem B é ligada à roda traseira C, girando juntamente com ela quando o ciclista está pedalando. Supondo que isto esteja ocorrendo, responda:

a) A velocidade linear de um ponto na periferia de A é maior, menor ou igual à de um ponto na periferia de B?

b) A velocidade angular de A é maior, menor ou igual à velocidade angular de B?

c) A velocidade angular de B é maior, menor ou igual à velocidade angular de C?

d) A velocidade linear de um ponto na periferia de B é maior, menor ou igual à de um ponto na periferia de C?

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22. (UFPR) Um ciclista movimenta-se com sua bicicleta em linha reta a uma velocidade constante de 18 km/h. O pneu, devidamente montado na roda, possui diâmetro igual a 70 cm. No centro da roda traseira, presa ao eixo, há uma roda dentada de diâmetro 7,0 cm. Junto ao pedal e preso ao seu eixo há outra roda dentada de diâmetro 20 cm. As duas rodas dentadas estão unidas por uma corrente, conforme mostra a figura. Não há deslizamento entre a corrente e as rodas dentadas. Supondo que o ciclista imprima aos pedais um movimento circular uniforme, assinale a alternativa correta para o número de voltas por minuto que ele impõe aos pedais durante esse movimento. Nesta questão, considere p = 3.

a) 0,25 rpm.

b) 2,50 rpm.

c) 5,00 rpm.

d) 25,0 rpm.

e) 50,0 rpm.

23. (UEM) Duas polias, A e B, de raios R1 = 10 cm e R2 = 20 cm, giram acopladas por uma correia de massa desprezível que não desliza, e a polia A gira com uma frequência de rotação de 20 rpm. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

(01) A velocidade de qualquer ponto P da correia é aproximadamente 0,21 m/s.

(02) A frequência angular de rotação da polia B é 2,0 rad/s.

(04) A razão entre as frequências de rotação das polias A e B é 2.

(08) O período de rotação da polia A é 3,0 s.

(16) A aceleração centrípeta experimentada por uma partícula de massa m, colocada na ex-tremidade da polia A (borda mais externa), é maior do que se a mesma partícula fosse colo-cada na extremidade da polia B.

Gabarito01. C 02. B 03. E 04. B 05. D06. B 07. A 08. A 09. E 10. D11. A 12. A 13. D 14. A 15. B16. 29 17. E 18. 30 19. * 20. 1121. * 22. E 23. 29

19.* a) 1,2 . 105 voltas.b) 4p . 103 rad/s.

21.* a) igual.b) menor.c) igual.d) menor.