PRISE SUBPROGRAMA XI (2008)
Autor: Prof. André S. F. | Publicado: 2012-09-19T20:05:00-07:00




PRISE
SUBPROGRAMA  XI (2008)

Belém
Para dezembro de 2007



No
mundo dos esportes de alto desempenho, cada centésimo – e até
milésimo – de segundo pode determinar a vitória ou a derrota de
um atleta numa prova. Em uma corrida de 100 m rasos, um atleta
acelera rapidamente no início do percurso, mantém uma velocidade
aproximadamente constante em um trecho e, próximo ao final do
percurso, já começa a perder velocidade. A tabela abaixo mostra os
valores considerados ideais de velocidade para diferentes pontos do
percurso. Para ter uma idéia das acelerações envolvidas na
corrida, calcule o valor de aceleração entre as posições 0 e 10
m, considerando-a constante.









Dentre
as alternativas abaixo, a que mais se aproxima do valor que você
calculou é a aceleração: 




(a)
de metade da gravidade na superfície da Terra.

(b)
de um foguete na Terra que submete um astronauta a força de 3 vezes
seu peso.

(c)
da gravidade na superfície da Terra. 


(d)
sofrida por um corpo em queda ao atingir a velocidade limite na
atmosfera.

(e)
de um corpo em queda na superfície da Lua, cuja gravidade é um
sexto daquela da Terra.



Resposta:

V^2
= v0^2 +2.a.Ds

10^2
=  +2. a .10



100/20
=a

5
= a

a=5m/s^2





Durante
a procissão do Círio de Nossa Senhora de Nazaré, os romeiros sobem
uma ladeira, com um desnível de 4m de altura, no início da Av.
Presidente Vargas. Considere um romeiro de 80kg, subindo a ladeira
com velocidade constante. Ao subir, ele realiza uma certa quantidade
de trabalho. Se o romeiro comer barras de cereais, cada uma capaz de
fornecer 800J de energia para seu corpo, quantas barras ele deve
ingerir para repor exatamente a energia gasta para realizar o
trabalho na subida? (Considere g = 10 m/s²)

(a)
2

(b)
4

(c)
6

(d)
8

(e)
10



Calculo
do trabalho:



Trabalho
= força x deslocamento

trabalho
= massa x gravidade x deslocamento

trabalho
= 80 x 10 x 4 = 3200 J



relação:

1
barra de cereal -----------800 J

X
barras de cereal ----- 3200 J

X
= 3200/800 = 32/8 = 4 barras 




Nas
proximidades da belíssima cidade de Santarém, no Oeste do Pará, um
barco se movimenta nas águas do rio Tapajós. Para percorrer uma
distância de 20km rio acima, em sentido contrário ao da correnteza,
o barco leva 2h. A velocidade do barco em relação à água é
constante e igual a 20km/h. Quando ele faz o percurso inverso, a
favor da correnteza, o tempo que leva para percorrer os 20km será de
quantos minutos?

(a)
10

(b)
20

(c)
30

(d)
40

(e)
50

Resp. Adotando como referencial o barco e considerando que ele nada contra a correnteza, teriamos uma velocidade relativa

Na ida:
&nbsp;

Vrel= Vel do barco - Vel da correnteza = Ds/Dt
Vel barco - Vel da correnteza = Ds / Dt = 20 / 2 = 10 km/h

É como se o barco avancasse 10 km em cada 1 hora. Mas o texto afira que a velocidade do barco em relação a agua é de 20 km/h o que nos permite concluir que na volta a velocidade total do barco (adotando ele como referencial), seria

na&nbsp; volta&nbsp;

V barco + Vcorrenteza = 30 km/h


30 = 20/ Dt
Dt =&nbsp; 3/2 = 0,66 h -----x60min--&gt;&gt; 39,6 min ~40min









Um
dos sistemas usados para frear um avião a jato, após tocar na pista
de pouso, é o chamado “reverso”, que é um sistema que direciona
o jato das turbinas para frente, exercendo uma força para traz em
conformidade com a Terceira Lei de Newton. Considere que um avião
com todos os sistemas funcionando corretamente precisa de uma
extensão de pista de 700m do momento em que o reverso é ligado até
parar completamente. Suponha que as forças de frenagem são
constantes durante a passagem do avião pela pista. Se uma das
turbinas falhar durante o pouso, considere que 30% da força de
frenagem seja perdida. Neste caso, qual a extensão de pista que será
necessária para o avião parar, supondo que ele toque na pista
sempre com a mesma velocidade?

(a)
800m

(b)
900m

(c)
1000m

(d)
1100m

(e)
1200m





Coletes
à prova de balas dissipam parte da energia cinética de uma bala e
transmitem o restante para o corpo da pessoa, porém exercendo força
em uma área grande de seu corpo, ao invés de concentrar em apenas a
área de seção transversal da bala. Considere a situação em que
uma pessoa, usando o colete, recebe um tiro e a bala se fixa no
colete. Analise as afirmativas abaixo:



I.
A energia cinética dissipada pelo colete é convertida em energia
potencial, pois ela não pode deixar de ser uma forma de energia
mecânica pela lei da conservação da energia.



II.
A pessoa, usando o colete, receberá uma quantidade de movimento
igual à que receberia se não estivesse de colete e a bala se
alojasse em seu corpo.



III.
A eficiência da arma de fogo se deve ao fato de que a energia
adquirida pela bala é bem maior do que aquela gerada pela queima da
pólvora.



IV.
Se o colete rebatesse a bala de volta na direção em que ela veio, a
quantidade de movimento recebida pela pessoa seria maior do que
quando a bala se fixa ao colete.



De
acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é:

(a)
I e II

(b)
II e III

(c)
III e IV

(d)
II e IV

(e)
I, III e IV





No
caos diário que enfrentamos no trânsito das grandes cidades, é
comum ocorrerem colisões entre veículos, principalmente devido à
imprudência dos motoristas. Ao dirigir em velocidades altas, o
motorista coloca em risco sua vida e a de outros. Quando um carro
colide com outro que está parado, a energia do choque é a sua
energia cinética no momento da colisão. Considere a energia
envolvida numa colisão quando um carro estava a 40km/h. De acordo
com a Física, se o mesmo carro colidir a 80km/h, a energia da
colisão será:

(a)
50% maior.

(b)
o dobro.

(c)
três vezes maior.

(d)
quatro vezes maior.

(e)
cinco vezes maior.



Resposta:

O texto deixa claro qeu a energia de choque depende da energia cinética no momenoto da colisão. Se a velocidade dobra de valor a energia quadruplica, pois a energia cinética
varia com o quadrado da velocidade:



E_C
= m.v^2 / 2



A
trajetória de um projétil disparado de um canhão em condições
ideais é uma parábola, e a distância máxima atingida pelo
projétil até voltar ao solo é alcançada quando o ângulo de
lançamento é de 45º. Entretanto, no mundo real, existem fatores
que influenciam o movimento do projétil e o tornam diferente da
situação ideal. Analise as afirmativas abaixo sobre o lançamento
do projétil no mundo real, identificando as que são verdadeiras e
influenciam o movimento: 


I.
A aceleração da gravidade sobre o projétil diminui com a altura.

II.
A inércia do projétil tende a fazê-lo cair além do ponto
calculado com condições ideais.

III.
A resistência do ar provoca uma força contrária ao movimento
durante todo o percurso.

IV.
A trajetória do projétil será tanto mais semelhante à do caso
ideal quanto maior for a velocidade inicial do lançamento.

De
acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é:

(a)
I e II

(b)
I e III

(c)
II e III

(d)
II e IV

(e)
I, II e IV