Questões de Vestibular Sobre dinâmica em física

Uma ave marinha costuma mergulhar de uma altura de 20 m para buscar alimento no mar.
Suponha que um desses mergulhos tenha sido feito em sentido vertical, a partir do repouso e exclusivamente sob ação da força da gravidade.
Desprezando-se as forças de atrito e de resistência do ar, a ave chegará à superfície do mar a uma velocidade, em m/s, aproximadamente igual a:

Dois estudantes da FGV divertem-se jogando sinuca, após uma exaustiva jornada de estudos. Um deles impulsiona a bola branca sobre a bola vermelha, idênticas exceto pela cor, inicialmente em repouso. Eles observam que, imediatamente após a colisão frontal, a bola branca para e a vermelha passa a se deslocar na mesma direção e no mesmo sentido da velocidade anterior da bola branca, mas de valor 10% menor que a referida velocidade. Sobre esse evento, é correto afirmar que houve conservação de momento linear do sistema de bolas, mas sua energia mecânica diminuiu em

Uma caixa de massa m₁ =1,0 kg está apoiada sobre uma caixa de massa m₂ =2,0 kg, que se encontra sobre uma superfície horizontal sem atrito. Existe atrito entre as duas caixas. Uma força F horizontal constante é aplicada sobre a caixa de baixo, que entra em movimento com aceleração de 2,0 m/s² . Observa-se que a caixa de cima não se move em relação à caixa de baixo.

O módulo da força F, em newtons, é:

Um bloco metálico de massa 2,0 kg é lançado com velocidade de 4,0 m/s a partir da borda de um trilho horizontal de comprimento 1,5 m e passa a deslizar sobre esse trilho. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies vale 0,2. Cada vez que colide com as bordas, o disco inverte seu movimento, mantendo instantaneamente o módulo de sua velocidade.

Quantas vezes o disco cruza totalmente o trilho, antes de parar?

Considere: g = 10 m/s²

Uma bola de isopor de volume 100 cm³ se encontra totalmente submersa em uma caixa d’água, presa ao fundo por um fio ideal.

Qual é a força de tensão no fio, em newtons?

Considere:

ρ_água = 1000 kg/m³ , ρ_isopor = 20 kg/m³ , g = 10 m/s²

Um elevador de 500 kg deve subir uma carga de 2,5 toneladas a uma altura de 20 metros, em um tempo inferior a 25 segundos.

Qual deve ser a potência média mínima do motor do elevador, em watts?

Considere g = 10 m/s²

Duas forças perpendiculares entre si e de módulo 3,0 N e 4,0 N atuam sobre um objeto de massa 10 kg.

Qual é o módulo da aceleração resultante no objeto, em m/s² ?

Um carro, deslocando-se em uma pista horizontal à velocidade de 72 km/h, freia bruscamente e trava por completo suas rodas. Nessa condição, o coeficiente de atrito das rodas com o solo é 0,8.

A que distância do ponto inicial de frenagem o carro para por completo?

Considere: g = 10 m/s²

Um pêndulo é formado por um fio ideal de 10 cm de comprimento e uma massa de 20 g presa em sua extremidade livre. O pêndulo chega ao ponto mais baixo de sua trajetória com uma velocidade escalar de 2,0 m/s.

A tração no fio, em N, quando o pêndulo se encontra nesse ponto da trajetória é:

Considere: g = 10 m/s²

Uma massa de 10 g e velocidade inicial de 5,0 m/s colide, de modo totalmente inelástico, com outra massa de 15 g que se encontra inicialmente em repouso.

O módulo da velocidade das massas, em m/s, após a colisão é:

A figura abaixo mostra o gráfico da energia potencial gravitacional U de uma esfera em uma pista, em função da componente horizontal x da posição da esfera na pista.

A esfera é colocada em repouso na pista, na posição de abscissa x = x₁, tendo energia mecânica E < 0. A partir dessa condição, sua energia cinética tem valor

Note e adote:

desconsidere efeitos dissipativos.

                             


O guindaste da figura acima pesa 50.000 N sem carga e os pontos de apoio de suas rodas no solo horizontal estão em x = 0 e x = 5 m. O centro de massa (CM) do guindaste sem carga está localizado na posição (x = 3 m, y = 2 m). Na situação mostrada na figura, a maior carga P que esse guindaste pode levantar pesa

Um trabalhador de massa m está em pé, em repouso, sobre uma plataforma de massa M. O conjunto se move, sem atrito, sobre trilhos horizontais e retilíneos, com velocidade de módulo constante v. Num certo instante, o trabalhador começa a caminhar sobre a plataforma e permanece com velocidade de módulo v, em relação a ela, e com sentido oposto ao do movimento dela em relação aos trilhos. Nessa situação, o módulo da velocidade da plataforma em relação aos trilhos é

No desenvolvimento do sistema amortecedor de queda de um elevador de massa m, o engenheiro projetista impõe que a mola deve se contrair de um valor máximo d, quando o elevador cai, a partir do repouso, de uma altura h, como ilustrado na figura ao lado. Para que a exigência do projetista seja satisfeita, a mola a ser empregada deve ter constante elástica dada por


Note e adote: forças dissipativas devem ser ignoradas; a aceleração local da gravidade é g.



                                        

Uma caixa com um litro de leite tem aproximadamente 1,0 kg de massa. Considerando g = 10 m/s², se ela for levantada verticalmente, com velocidade constante, 10 cm em 1,0 s, a potência desenvolvida será, aproximadamente, de

INSTRUÇÃO: Para responder à questão, analise a situação descrita.

Um geólogo, em atividade no campo, planeja arrastar um grande tronco petrificado com auxílio de um cabo de aço e de uma roldana. Ele tem duas opções de montagem da roldana, conforme as ilustrações a seguir, nas quais as forças F e T não estão representadas em escala.

Montagem 1: A roldana está fixada numa árvore; e o cabo de aço, no tronco petrificado.

Montagem 2: A roldana está fixada no tronco petrificado; e o cabo de aço, na árvore.

Considerando que, em ambas as montagens, a força aplicada na extremidade livre do cabo tem módulo F, o módulo da força T que traciona o bloco será igual a

Ao tentar arrastar um móvel de 120 kg sobre uma superfície plana e horizontal, Dona Elvira percebeu que, mesmo exercendo sua máxima força sobre ele, não conseguiria movê-lo, devido à força de atrito entre o móvel e a superfície do solo. Chamou, então, Dona Dolores, para ajudá-la. Empurrando juntas, elas conseguiram arrastar o móvel em linha reta, com aceleração escalar constante de módulo 0,2 m/s².

Sabendo que as forças aplicadas pelas duas senhoras tinham a mesma direção e o mesmo sentido do movimento do móvel, que Dona Elvira aplicou uma força de módulo igual ao dobro da aplicada por Dona Dolores e que durante o movimento atuou sobre o móvel uma força de atrito de intensidade constante e igual a 240 N, é correto afirmar que o módulo da força aplicada por Dona Elvira, em newtons, foi igual a

O processo utilizado para extrair o petróleo do fundo do mar é basicamente igual ao da extração do petróleo em “terra firme". A diferença crucial quando a extração é no subsolo do fundo do mar é a profundidade. A figura esquemática a seguir representa as reservas do “pré-sal".


                                                 (Fonte: Figura adaptada do site http://boipebanews.blogspot.com.br/
                                                                           2010_12_01_archive.html – Acesso em 15/04/2014.)

Havendo uma grande quantidade de gases no poço perfurado, a própria pressão do gás fará com que o petróleo suba pela tubulação, mas se a pressão do gás for pouca ou nula, deve-se instalar bombas de extração para bombear o petróleo para a superfície. Supondo-se que uma bomba para extrair o petróleo situado a seis mil metros de profundidade bombeie, em um determinado intervalo de tempo, 3000 litros de petróleo para o depósito na plataforma marítima (ao nível do mar), o módulo do trabalho útil (em joules) realizado pela bomba será por volta de
Dados: Peso específico do petróleo 0,88 kgf/L, considere 1 kgm = 10 J e ângulo θ = 0°

Montou-se um arranjo experimental consistindo de um fio de nylon com massa de 100 g, um bloco de metal com massa de 25 kg e uma polia ideal.

Formulário:
Densidade linear: d = m/L
Frequência para um harmônico
qualquer: fn = n x v /2L
Velocidade de propagação
no fio: v = √ F/ d

                        

O fio está submetido a uma força tensora, uma ponta está fixa na parede (A), a outra ponta está presa a um bloco suspenso em equilíbrio (C) e o trecho AB tem comprimento de 4m. Deslocando-se bruscamente o fio no sentido vertical, por um ponto situado a 2m do ponto A, o fio passa a vibrar de acordo com a sua frequência natural formando um único ventre. Supondo a velocidade do som no ar igual a 340 m/s, a frequência e o comprimento de onda do som fundamental emitido no ar serão iguais, respectivamente, a

O gol da conquista do tetracampeonato pela Alemanha na Copa do Mundo de 2014 foi feito pelo jogador Götze. Nessa jogada, ele recebeu um cruzamento, matou a bola no peito, amortecendo-a, e chutou de esquerda para fazer o gol. Considere que, imediatamente antes de tocar o jogador, a bola tinha velocidade de módulo V₁ = 8 m/s em uma direção perpendicular ao seu peito e que, imediatamente depois de tocar o jogador, sua velocidade manteve-se perpendicular ao peito do jogador, porém com módulo V₂ = 0,6 m/s e em sentido contrário.

                        

Admita que, nessa jogada, a bola ficou em contato com o peito do jogador por 0,2 s e que, nesse intervalo de tempo, a intensidade da força resultante (F_R), que atuou sobre ela, variou em função do tempo, conforme o gráfico.

                        

Considerando a massa da bola igual a 0,4 kg, é correto afirmar que, nessa jogada, o módulo da força resultante máxima que atuou sobre a bola, indicada no gráfico por F_máx , é igual, em newtons, a