Força de Atrito - Plano Inclinado

Questões de Física Específica UEPG

Segue link para acesso à solução das questões da prova de Física (Específica de inverno 2018) da UEPG.

Resolução em PDF

Solução Questão 09 (MNPEF 2015)

Questão 09. Dois fios de cobre, retilíneos e paralelos entre si, conduzindo correntes elétricas com intensidades constantes, interagem através de forças magnéticas, orientadas de tal forma que os dois fios se repelem. Sabe‐se que as intensidades de ambas as forças, sobre a mesma extensão de cada fio, são iguais. Então:

A) as correntes elétricas têm a mesma intensidade e mesmo sentido.

B) não é possível afirmar qual das correntes é a mais intensa, entretanto ambas possuem o mesmo sentido.

C) as correntes elétricas têm a mesma intensidade e sentidos diferentes.

D) não é possível afirmar qual das correntes é a mais intensa, entretanto ambas possuem sentidos diferentes.

SOLUÇÃO:

Da lei da ação e reação, as intensidades das forças devem ser equivalentes independentemente das intensidades das correntes.

Quanto ao sentido, segue a análise vetorial para a força magnética.

Considerando que os dois fios paralelos estejam orientados na direção vertical, e, com centros afastados uma distância d. Supondo que o fio 1 da esquerda seja percorrido por uma corrente i₁ com sentido para cima. Da lei de Ampére, para corrente constante e campo elétrico invariante no tempo a corrente i₁ produz um campo magnético B₁ no fio 2.

O sentido do campo magnético é convencionado pela regra da mão direita, sendo que o polegar indica o sentido da corrente e os dedos indicam o sentido do campo.

A força magnética que surge no fio 2 devido ao campo B₁ é:

Em que L é o comprimento do fio e θ é o ângulo entre das direções de i₂ e B₁. Como i₂ e B₁ são perpendiculares sen θ = 1, logo:

A direção da força F₂ é convencionada pela regra da mão direita: o polegar indica a força F₂, o indicador indica a corrente i₂ e o dedo médio indica o campo B₁. Para que ocorra repulsão entre os fios, a força F₂ deve ter sentido para a direita. Da direção do campo B₁ no fio 2, conclui-se que a corrente i₂ deve ter sentido para baixo.

Portanto as correntes possuem sentidos contrários, porém nada se pode afirmar com relação às intensidades.

Solução Questão 08 (MNPEF 2015)

Questão 08. No circuito representado as quatro lâmpadas são iguais entre si e seus brilhos dependem da intensidade da corrente em seus filamentos. Sabe‐se que as lâmpadas L₁ e L₃ brilham enquanto o interruptor I está aberto. Pode‐se então afirmar que quando o interruptor I é fechado:

A) L₁ e L₃ aumentam seu brilho.

B) L₁ permanece com o mesmo brilho enquanto L₃ aumenta de brilho.

C) L₁ aumenta de brilho enquanto L₃ permanece com o mesmo brilho.

D) L₁ e L₃ permanecem como o mesmo brilho.

SOLUÇÃO:

Quando a chave é fechada, não passa corrente em L2, com isso a resistência total do circuito diminui ocasionando um aumento na corrente elétrica total do circuito. Com o aumento da corrente equivalente, o brilho de todas as lâmpadas é aumentado.

Solução Questão 07 (MNPEF 2015)

Questão 07. Uma vasilha com água está sobre uma balança, que registra 500 g. Um objeto de massa 50 g e volume 10 cm³ é pendurado em um fio e mergulhado completamente na água sem tocar o fundo da vasilha, como mostra a figura. A densidade da água é 1 g/cm³. Nessa situação a balança registrará

A) 550 g

B) 510 g

C) 500 g

D) 490 g

SOLUÇÃO:

Em unidades do SI, a densidade da água e o volume do objeto submerso são ρ = 10³ kg/m³ e V_S = 10^–5 m³. O empuxo exercido sobre o objeto é:

E = ρ V_S g

E = 10³.10^–5g

E = 10^–2g

Da lei da ação e reação, o objeto exerce sobre a água uma força de igual intensidade, na mesma direção, porém com sentido contrário. Como o empuxo aponta para cima, a força de reação F_O que o objeto exerce sobre a água aponta para baixo, contribuindo para aumentar o valor da massa registrado na balança. Como a balança registra valores de massa, a contribuição da massa registrada é:

Δm = F_O/g = 10^–2 kg = 10 g

Portanto, a massa registrada pela balança seria m = 500 + 10 = 510 g.

Solução Questão 04 (MNPEF 2015)

Questão 04. Duas partículas, A e B, inicialmente em repouso, percorrem a mesma distância D sob a ação da mesma força resultante F, como está mostrado na figura. A massa da partícula A é maior que a da partícula B, M_A > M_B. Podemos afirmar que ao final do percurso D as partículas A e B terão velocidades V_A e V_B, quantidades de movimento P_A e P_B, e energias cinéticas K_A e K_B tais que:

A) V_A < V_B, P_A < P_B, K_A < K_B

B) V_A > V_B, P_A > P_B, K_A = K_B

C) V_A < V_B, P_A < P_B, K_A > K_B

D) V_A < V_B, P_A > P_B, K_A = K_B

SOLUÇÃO:

Da definição de trabalho:

W = FD cos θ

Como F e D possuem mesma direção e sentido, cos θ = cos 0° = 1, portanto para as duas partículas W = FD. Do teorema da energia cinética:

W = ΔK

Então, para ambas as partículas a variação da energia cinética é a mesma, logo:

ΔK_A = ΔK_B

Com V_A0 = V_B0 = 0 m/s, K_0A = K_0B = 0 J, então:

K_A = K_B

M_AV_A²/2 = M_BV_B²/2

V_A²/V_B² = M_B/M_A < 1

V_A < V_B

Obtém-se que:

V_A = (M_B/M_A)^1/2 V_B

Então as quantidades de movimento são:

P_A = M_AV_A = M_A (M_B/M_A)^1/2 V_B

P_A = (M_AM_B)^1/2 V_B

E

P_B = M_BV_B

Fazendo P_A/P_B:

P_A/P_B = (M_AM_B)^1/2/M_B = (M_A/M_B)^1/2 > 1

P_A > P_B

Solução Questão 02 (MNPEF 2015)

Questão 02. Um barco a motor atravessa um rio de forte correnteza. A velocidade do barco em relação à água é V, em módulo, e a distância entre as margens do rio é L. O piloto mantém a proa do barco sempre apontada para a margem de destino, como está ilustrado na figura. Com essa opção de pilotagem, podemos afirmar que o tempo T que o barco leva para cruzar o rio e a distância D entre os pontos de partida e chegada são tais que:

A) T = D/V e D > L

B) T = L/V e D = L

C) T = L/V e D > L

D) T = D/V e D = L

SOLUÇÃO:

Entre as margens o barco segue em movimento uniforme, da equação horária da posição, tem-se que:

L = VT

T = L/V

A correnteza do rio empurra o barco, provocando um desvio D > L.

Solução Questão 01 (MNPEF 2015)

Questão 01. Duas partículas, A e B, movem-se em uma reta com as velocidades indicadas no gráfico. No instante 𝑡 = 0 as posições das partículas A e B são idênticas. As partículas A e B voltarão a se encontrar no instante

A) t = T/2

B) t = T

C) t = 2T

D) t = 4T

 

SOLUÇÃO:

A partícula A está em movimento uniforme, com função horária da posição:

S_A(t) = S_0A + v_At

A partícula B está em movimento uniformemente variado, com função horária da velocidade:

v_B(t) = v_0B – a_Bt

A função horária da posição da partícula B é:

S_B(t) = S_0B +v_0Bt – a_Bt²/2

Como em t = 0, S_0A = S_0B = S₀, e em t = T, v_A = v_B:

v_A = v_B = v_0B – a_BT

a_B = (v_0B – v_A)/T

No tempo em que S_A(t) = S_B(t):

S₀ + v_At = S₀ +v_0Bt – a_Bt²/2

v_A = v_0B – (v_0B – v_A)t/2T

t = 2T

Solução Questão 06 (MNPEF 2015)

Questão 06. Um objeto é disparado verticalmente de um ponto na superfície de um planeta de raio R. A velocidade inicial do projétil tem a metade do valor da velocidade de escape desse planeta. A velocidade de escape é a velocidade mínima para que um objeto, lançado a partir da superfície do planeta, se afaste indefinidamente do planeta. A altura máxima (medida em relação à superfície) alcançada pelo projétil é:

A) R/3

B) R/2

C) 2R

D) 3R

Solução Questão 05 (MNPEF 2015)

Duas partículas, A e B, ambas de massa M, estão sobre uma mesa horizontal. A partícula A está ligada a um ponto P da mesa por uma corda de comprimento L. A partícula B, por sua vez, está ligada à partícula A por uma corda também de comprimento L. As cordas são inextensíveis e suas massas são desprezíveis. O sistema completo gira em torno de P com velocidade angular constante, conforme mostrado na figura. Não há atritos entra a mesa e as partículas e cordas. Se T₁ e T₂ forem os módulos das forças tensoras nas cordas PA e AB, respectivamente (veja a figura), podemos afirmar que:

A) T₁ = T₂/2

B) T₁ = T₂

C) T₁ = 3T₂/2

D) T₁ = 2T₂

Atividade Experimental: Medida de frequência da luz emitida por um LED

Material Didático (PDF)
Roteiro (PDF)

Física Vestibular UFPR (2014/2015)

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Física/UFPR/2014/2015

Solução das questões de Física - ENEM 2015 (Caderno Amarelo)

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Física/ENEM2015

Termodinâmica

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Termodinâmica

Dedução ~ Conversão de Temperatura: Escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin

Dedução ~ Conversão de Temperatura: Escalas Celsius e Kelvin

Dedução ~ Conversão de Temperatura: Escalas Celsius e Fahrenheit

Exemplo: Princípio de Arquimedes (Empuxo)

Um cubo de massa m = 12,0 kg é submerso completamente num fluido de massa específica equivalente a 1,5.10³kg/m³. Calcule o valor da aresta do cubo para o caso em que o peso do cubo é equivalente ao empuxo exercido pelo fluido.

(a)              10cm

(b)              20cm

(c)              30cm

(d)              40cm

(e)              50cm.

Solução

Como P = E, E = ρ_fV_sg e P = mg, então:

ρ_fV_sg = mg

V_s = m/ρ_f

V_s = (12) ÷ (1,5.10³)

V_s = 8.10^–3 m³

O volume submerso é o volume do próprio corpo e o volume de um cubo é V = l³, portanto:

l = 20 cm

FÍSICA SEED/UFPR 2007 — Questão 40

Identifique como V (verdadeira) ou F (falsa) as seguintes afirmativas:

( ) Newton foi um defensor da ideia do modelo corpuscular da luz, supondo a luz como um feixe de partículas.

( ) Huygens foi um defensor da teoria da luz defendida por Newton, tanto que suas experiências ajudam a comprovar o caráter corpuscular da luz.

( ) Os fenômenos da difração e a da interferência são fenômenos que podem ser explicados satisfatoriamente por meio do comportamento ondulatório da luz.

( ) O efeito fotoelétrico pode ser totalmente explicado quando pensamos na luz como sendo formada por ondas.

( ) Para Louis de Broglie, a dualidade onda–partícula só se refere a ondas, não podendo ser estendida essa teoria para a matéria, como, por exemplo, para um elétron.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.

a) F – V – F – V – V.

b) V – F – V – F – F.

c) V – V – F – V – V.

d) F – F – V – V – V.

e) F – F – F – V – V.

FÍSICA SEED/UFPR 2007 — Questão 39

No circuito indicado abaixo, os resistores R1, R2 e R3 possuem todos o mesmo valor de 2 Ω.

A chave S está inicialmente desligada, e a fonte de tensão é ideal e possui força eletromotriz ε de 12 V.

Assinale a alternativa correta.

a) Com a chave S desligada, a corrente que atravessa R3 vale 2 A.

b) A corrente que passa por R2 é a mesma com a chave S ligada ou desligada.

c) Com a chave S ligada, a corrente que circula por R1 é de 4 A.

d) Ao ligar a chave S, a resistência equivalente do circuito aumenta.

e) Com a chave S ligada, a corrente que circula por R2 é de 2 A.

FÍSICA SEED/UFPR 2007 — Questão 38

Na sala de aula, uma experiência que pode ser realizada é a do pêndulo simples (figura abaixo). 

Para isso, é necessário um cronômetro, um fio e um objeto com massa, que fica na ponta do fio. Imagine então que você construa o experimento, tomando o devido cuidado de evitar grandes perdas de energia, e faça o pêndulo oscilar com uma pequena amplitude.

A respeito desse experimento, considere as seguintes afirmativas:

1. A gravidade local não interfere no período de oscilação de um pêndulo simples.

2. Ao dobrar a massa de um pêndulo, seu período de oscilação quadruplica.

3. No ponto mais baixo da oscilação, a velocidade é mínima e a aceleração é máxima.

4. Ao diminuir o comprimento do fio, a frequência de oscilação aumenta.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

b) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.

c) Somente a afirmativa 4 é verdadeira.

d) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

e) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.