Apostila de física prf professor pélico

1

Gabarito dos exercícios da apostila em: http://professorpelico.blogspot.com.br

FÍSICA APLICADA

À PERÍCIA DE

ACIDENTES RODOVIÁRIOS

PROFESSOR SILVIO PÉLICO

http://professorpelico.blogspot.com.br/



http://professorpelico.blogspot.com.br

2


CURSO DE FÍSICA

FÍSICA APLICADA À PERÍCIA DE ACIDENTES RODOVIÁRIOS

PROF. SILVIO PÉLICO

MECÂNICA

Aula1

Conceitos básicos

- Ponto Material e Corpo Extenso;

- Referencial {gráfico/trid., bid. e unid.};

- Posição de um P.M;

- Espaço;

- Movimento e Repouso;

- Trajetória.

Grandezas e notações

- Velocidade média;

- Aceleração;

- Unidades no Sistema Internacional (S.I);

- Notação científica e ordem de grandeza.

Exercícios

1) Uma mãe e seu filho estão no interior de um elevador de um prédio, subindo. O

filho olha pela janelinha do elevador e diz para a mãe:

“Nossa, mãe, a parede está se movendo...”

A mãe então retruca: “Não, meu filho, é

você que está em movimento...”

Quem está certo? Justifique!

2) Numa dada trajetória, um ponto material (P.M.) tem a seguinte função horária:

S = 10 – 2t, em que “S” é a distância em “m” e “t” é o tempo em “s”. Então...

a) Qual a posição do P.M. no instante t = 3s?

b) Qual é o espaço inicial do P.M.?

c) Qual o instante (t) em que o P.M. passa pela origem dos espaços?

3


3) Um automóvel percorre os primeiros 120 km de uma rodovia com uma velocidade

média de 60 km/h e os 240 km restantes com uma velocidade média de 80 km/h.

Então, podemos afirmar que em todo o percurso a velocidade média será de:

a) 36 km/h;

b) 72 km/h;

c) 10 km/h;

d) 20 km/h;

e) 30 km/h.

4) Escreva, em “notação científica”, os números abaixo. Depois, informe a “ordem de

grandeza” de cada um.

a) 157000;

b) 0,0000038;

c) 290.106;

d) 0,008.10-2.

Aula 2

Vetores

- Conceito de vetor;

- Vetor resultante;

- Soma vetorial;

- Projeção vetorial.

Exercícios

1) Um corpo está sujeito à ação de duas forças: F1 e F2. F1, cujo valor é de 30 N, tem

direção vertical. F2, cujo valor é de 40 N, tem direção horizontal. Então, o valor da

força resultante entre F1 e F2 vale?

a) 10N b) 20N c) 30N d) 40N e) 50N

4


2) Um vagão segue em movimento retilíneo e uniforme, com direção e sentido Leste

para Oeste, em relação ao solo. No interior do vagão, um bandoleiro dispara seu

revólver e a bala segue em direção e sentido Norte para Sul. Uma pessoa, sentada

dentro do vagão, verá a bala ir na direção:

a) NE (Nordeste);

b) SE (Sudeste);

c) SO (Sudoeste);

d) NO (Noroeste);

e) Sul.

3) Um carro, ao fazer uma curva, sofre uma mudança de 60° na direção de sua

velocidade vetorial. No início da curva a velocidade vetorial tinha módulo igual

a 3 m/s e no final da curva 7 m/s. A variação da velocidade tem módulo

aproximadamente igual:

a) 4m/s b) 1m/s c) 6m/s d) 1m/s e) 8m/s

Aula 3

Movimento Uniforme (MU)

Propriedades:

- Pode ser progressivo ou retrógrado;

- Tem velocidade escalar constante;

- Pode ter qualquer trajetória.

Exercício

1) Um movimento realiza-se de forma que o espaço do móvel (S) varia com o tempo (t)

obedecendo à lei horária expressa pela tabela a seguir:

a) Identifique o movimento;

b) Escreva a lei horária do movimento;

c) Determine o instante em que ele passa

pelo marco 42m.

S (m) 2 4 6 8

t (s) 0 0,1 0,2 0,3

5


Aula 4

Movimento Uniformemente Variado (MUV)

Propriedades:

- Pode ser acelerado ou retardado;

- Tem velocidade escalar variável;

- Pode ter qualquer trajetória;

- Equações do MUV;

- Gráficos do MUV.

Exercícios

1) Um automóvel parte do repouso e percorre 50m em 5s com aceleração escalar

constante. Calcule:

a) A aceleração escalar do automóvel;

b) A velocidade escalar atingida após 5s.

2) Uma partícula percorre uma trajetória retilínea, tendo passado pela origem dos

espaços no Instante t = 0s. Sua equação horária da velocidade escalar, no S.I., é

dada por: V = 2 – 0,5t

a) Construa o gráfico (V x t);

b) Calcule o deslocamento ocorrido entre 0 e 4s.

Aula 5

Dinâmica

- Conceito de força;

- Resultante de sistemas simples de força;

- Princípios da Dinâmica (Leis de Newton).

Exercícios

1) Uma nave espacial com um astronauta se desloca da Terra para a Lua. Então:

a) O sistema de jatos permanece acionado durante toda a viagem?

b) Para a nave orbitar em torno da Lua há necessidade de estar acionado o sistema

de jatos? Justifique!

6


2) Sobre a inércia, assinale a frase correta.

a) um ponto material tende a manter sua aceleração por inércia;

b) um corpo pode ter movimento circular e uniforme por inércia;

c) o único estado cinemático que pode ser mantido por inércia é o repouso;

d) não pode existir movimento perpétuo sem a presença de uma força;

e) a velocidade vetorial de uma partícula tende a se manter por inércia. A força é

usada para alterar a velocidade e não para mantê-la.

3) Um corpo de 3,0 kg move-se, sem atrito, num plano horizontal, sob a ação de uma

força horizontal constante de intensidade 7,0 N. No instante t0 sua velocidade é

nula. No instante t1 > t0 a velocidade escalar é de 21 m/s. Calcule ∆t = t1 - t0.

a) 3,0s b) 9,0s c) 12s d) 16s e) 21s

4) Um astronauta de 60 kg pesa 96 N na superfície da Lua.

a) Qual é a aceleração da gravidade na Lua?

b) Qual é o peso desse astronauta na Terra? [g = 10 m/s2]

Aula 6

Dinâmica

- Leis de Newton;

- Princípio da ação e reação (3a Lei de Newton).

7


1) Um dinamômetro possui suas duas extremidades presas a duas cordas. Duas

pessoas puxam as cordas na mesma direção e sentidos opostos, com força de

mesma intensidade F = 100 N. Quanto marcará o dinamômetro?

a) 200 N b) 0 c) 100 N d) 50 N e) 400 N

2) Considere um burro puxando uma carroça e imagine um diálogo hipotético entre

o homem que guia a carroça e o burro:

Homem: Anda, burro!

Burro: Não posso, pois quando puxo a carroça para frente com uma força (F), de

acordo com a 3ª Lei de Newton, ela me puxa para trás com uma força (-F),

impedindo, assim, o meu movimento.

Homem: Não é a toa que lhe atribuem o nome de burro...

Explique o que está errado nesse diálogo...

3) Um cavalo, em pleno galope, para bruscamente e o cavaleiro é projetado para

fora da sela. Enraivecido, o cavaleiro dá um violento pontapé no cavalo e acaba

quebrando o seu próprio pé. Quais as leis de Newton envolvidas nos dois eventos?

Aula 7

Dinâmica

- Conceito de Trabalho;

- Energia Cinética;

- Energia Potencial Gravitacional;

- Energia Potencial Elástica.

8


9


Exercícios

1) Um objeto de 20 kg desloca-se numa trajetória retilínea de acordo com a equação:

S = 10 + 3t + 1t2 (S.I)

Podemos afirmar que o trabalho realizado pela força resultante que atua sobre o

objeto durante um deslocamento de 20 metros vale:

a) 200 J b) 400 J c) 600 J d) 800 J e) 100 J

2) Uma bola é abandonada de um ponto situado a 4 m acima do solo. Ao colidir com o

solo ela perde 20% de sua energia cinética. Desprezando-se o efeito do ar, a altura

máxima que a bola atinge após o impacto é:

a) 3,6m b) 0,8m c) 3,2m d) 2,4m e) 1,2m

3) Um menino, com o auxílio de um estilingue, lança uma pedra horizontalmente com

uma velocidade (V). A massa da pedra é de 36g. Para que, nessas mesmas condições

de lançamento, a velocidade atingida pela pedra fosse 2V, a sua massa deveria ser

de:

a) 9g b) 12g c) 18g d) 24g e) 27g

Aula 8

Dinâmica

- Conceito de Impulso;

- Conceito de Quantidade de Movimento;

- Relações importantes da Dinâmica.

Exercícios

1) Um avião está voando em linha reta com velocidade de 7,2.102 km/h quando colide

com uma ave de massa 3 kg que estava parada no ar. A ave atingiu o vidro dianteiro

(inquebrável) da cabine e ficou grudada no vidro. Se a colisão durou 1.10-3 segundos,

a força que o vidro trocou com o pássaro, suposta constante, teve intensidade de:

a) 6,0.105 N b) 1,2.106 N c) 2,2.106 N d) 4,3.106 N e) 6,0.106 N

10


2) Um objeto de 1kg é lançado ao longo de um plano horizontal com velocidade de

50 m/s, parando de se movimentar depois de alguns instantes. O trabalho da força

de atrito neste trecho foi de (em módulo):

a) 250 J b) 500 J c) 750 J d) 1000 J e) 1250 J

3) Um corpo de massa 1 kg está inicialmente em repouso. Durante quantos segundos

deve uma força de 2,4 N atuar sobre ele para que o mesmo adquira uma energia

cinética de 72 J?

a) 5s b) 8s c) 9s d) 10s e) 12s

Aula 9

Dinâmica

- Colisões mecânicas;

- Potência;

- Rendimento.

11


Exercícios

1) Na figura, as duas partículas realizam uma colisão perfeitamente elástica. A massa

de B é o dobro da massa de A, e, antes da colisão, as partículas se movem em

sentidos opostos. Então, em m/s, as velocidades de A e B, após a colisão, valem:

a) 4 e 2 b) 2 e 4 c) -2 e 1 d) -1 e 4 e) 4 e 6

12


2) Um pai de 70 kg e seu filho de 50 kg pedalam lado a lado, em bicicletas idênticas,

mantendo sempre velocidade uniforme. Se ambos sobem uma rampa e atingem

um patamar plano, podemos afirmar que o filho em relação ao pai:

a) realizou mais trabalho;

b) realizou a mesma quantidade de trabalho;

c) possuía mais energia cinética;

d) possuía a mesma quantidade de energia cinética;

e) desenvolveu potência mecânica menor.

3) Qual a potência média, em kw, necessária para que um automóvel de 1 tonelada,

partindo do repouso, atinja a velocidade de 36 km/h em 2,0 segundos, desprezando

qualquer tipo de resistência?

a) 5 b) 10 c) 15 d) 20 e) 25

Aula 10

Estática dos fluidos

- Conceito de densidade;

- Conceito de pressão hidrostática;

- Lei de Stevin;

- Lei de Pascal.

13


Exercícios

1) Um cubo de gelo foi formado solidificando completamente 57,6 gramas de água.

A massa específica do gelo é de 0,9 g/cm3. Então, a medida da aresta do cubo,

expressa em centímetros, é igual a:

a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 8,0

2) Um tubo de ensaio pesa 50 N quando vazio, 64 N quando cheio de água e 78 N

quando cheio de um líquido X. A densidade relativa de X é:

a) 1,0 b) 1,5 c) 2,0 d) 2,5 e) 3,0

3) Sabemos que na Lua não existe ar, ou seja, a Lua é desprovida de atmosfera.

Portanto, na Lua é impossível:

a) Pesar um corpo com uma balança;

b) Saltar com vara;

c) Medir o tempo de queda de um corpo;

d) Beber água com canudinho;

e) Olhar as estrelas no céu.

Aula 11

Estática dos fluidos

- Conceito de Empuxo;

- Lei de Arquimedes.

14


Exercícios

1) Uma esfera de alumínio está flutuando na superfície da água contida num

recipiente, tendo a metade do seu volume submerso. Então:

a) A densidade do alumínio é igual à metade da densidade da água;

b) A esfera é oca e a densidade da esfera é igual à metade da densidade da água;

c) A situação proposta é impossível porque o alumínio é mais denso que a água.

2) Um corpo tem peso de 10 N quando imerso no ar e peso de 8 N quando imerso na

água. A densidade do corpo, em g/cm3, vale:

a) 1,0 b) 5,0 c) 2,0 d) 4,0 e) 3,0

Aula 12

Estática dos corpos rígidos

Conceitos importantes:

- Equilíbrio de um ponto material;

- Equilíbrio de um corpo extenso;

- Momento escalar de uma força;

- Alavanca;

- Vantagem mecânica.

15


16


Exercícios

1) Na figura, sabe-se que a massa de B vale √3 kg e g = 10 m/s2. Então a massa de

A vale?

2) Na figura, o carrinho de mão está em equilíbrio estático. Sabendo-se que dentro

dele há 20 kg de areia, qual a intensidade da força aplicada pelo operário?

(considere a massa do carrinho desprezível)

3) Um veículo desgovernado perde o controle e tomba à margem da rodovia,

permanecendo posicionado com a lateral sobre o piso e o seu plano superior rente

à beira de um precipício. Uma equipe de resgate decide como ação o tombamento

do veículo à posição normal para viabilizar o resgate dos feridos e liberação da pista

de rolamento. Diante disso precisam decidir qual o melhor ponto de amarração dos

cabos na parte inferior do veículo e então puxá-lo. Qual a condição mais favorável

de amarração e que também demanda o menor esforço físico da equipe?

17


a) A amarração no veículo deve ser feita em um ponto mais afastado possível do

solo (mais alta), e a equipe deve puxar o cabo o mais próximo possível do veículo,

dentro dos limites de segurança;

b) A amarração no veículo deve ser feita em um ponto mais próximo possível do

seu centro de massa, e a equipe deve puxar o cabo o mais distante possível do

veículo;

c) A amarração no veículo deve ser feita em um ponto mais próximo possível do

seu centro de massa, e a equipe deve puxar o cabo o mais próximo possível do

veículo, dentro dos limites de segurança;

d) A amarração no veículo deve ser feita em um ponto mais afastado do solo (mais

alta), entretanto o esforço feito pela equipe independe de sua posição em

relação ao veículo, desde que dentro dos limites de segurança;

e) A amarração no veículo deve ser feita em um ponto mais afastado possível do

solo (mais alta), e a equipe deve puxar o cabo o mais distante possível do veículo.

18


Aula 13

Movimento Circular e Uniforme


- Ângulo horário ou fase (φ);

- Velocidade angular média (ωm);

- Movimentos periódicos;

- Aspectos vetoriais;

- Relações importantes.

19


Exercícios

1) Dois carros percorrem uma pista circular (de raio R) no mesmo sentido e com

velocidades de módulos constantes e iguais a v e 3v. Então, qual o tempo

decorrido entre dois encontros sucessivos?

2) A frequência de rotação de uma engrenagem é de 40 Hz. Então, qual o valor dessa

frequência em r.p.m.?

3) Um satélite do nosso planeta tem órbita rasante, cuja altitude h é bem menor do

que o raio terrestre, e possui velocidade constante. Supondo sua trajetória como

circular, a direção, o sentido e o módulo do vetor aceleração do satélite são, no

ponto A:

4) Considere o movimento orbital da Lua em torno da Terra como circular com raio

R = 4.108 metros e T = 2.106 s. Adotando-se л = 3, podemos afirmar que o módulo

da velocidade vetorial (V) e o módulo da aceleração vetorial (a) da Lua, em seu

movimento orbital, valem?

20


Aula 14

Oscilações

Movimento Harmônico Simples (MHS)

- Definição de M.H.S;

- Oscilador massa-mola;

- Equações do M.H.S;

- Oscilações livres;

- Oscilações amortecidas;

- Oscilações forçadas.

21


Exercícios

1) Podemos observar um movimento harmônico simples sempre que:

a) Deixamos cair uma pedra do alto de um prédio;

b) Lançamos uma caixa sobre uma mesa horizontal e áspera;

c) Alongamos lentamente uma mola elástica;

d) Projetamos um movimento balístico no plano horizontal;

e) Projetamos um M.C.U sobre um diâmetro de uma circunferência.

2) Na figura, a esfera realiza MHS limitado pelos pontos -a e a. Sendo a frequência

de 2,0 Hz, pode-se afirmar que a aceleração, em m/s2, da partícula no ponto de

abscissa x = 0,5 m vale: [a = 1m]

a) -16 ᴫ2 b) -8,0 ᴫ2 c) -2,0 ᴫ d) 2,0 ᴫ e) 8,0 ᴫ2

3) Um corpo realiza um MHS tal que a sua velocidade máxima vale 2,0 m/s e sua

aceleração máxima vale 6 m/s2. Assim, determine, no “SI”, a amplitude e a

frequência do movimento (ᴫ = 3).

4) O que vem a ser uma oscilação forçada num sistema harmônico simples? Dê um

exemplo.

22


ONDULATÓRIA

Aula 15

Ondas

- Definição de ondas;

- Classificação das ondas;

- Elementos da onda;

- Propagação das ondas.

23


Exercícios

1) Pesquisadores da UNESP, investigando os possíveis efeitos do som no desenvolvi-

mento de mudas de feijão, verificaram que sons agudos podem prejudicar o

crescimento dessas plantas, enquanto que os sons mais graves não interferem

no processo. Nesse experimento, o interesse dos pesquisadores fixou-se

principalmente na variável física:

a) velocidade b) umidade c) temperatura d) frequência e) intensidade

2) Numa experiência clássica, coloca-se dentro de uma campânula de vidro, onde

se faz o vácuo, uma lanterna acesa e um despertador que está despertando. A

luz da lanterna é vista, mas o som do despertador não é ouvido. Isso acontece

porque:

a) o comprimento de onda da luz é menor que o do som;

b) nossos olhos são mais sensíveis que nossos ouvidos;

c) o som não se propaga no vácuo e a luz sim;

d) a velocidade da luz é maior que a do som;

e) o vidro da campânula serve de blindagem para o som, mas não para a luz.

3) A sucessão de pulsos, representada na figura, foi produzida em 1,5 segundos.

Assim, determine a frequência e o período da onda.

24


4) Entre as afirmativas a seguir, a respeito de fenômenos ondulatórios, assinale a que

é FALSA.

a) A velocidade de uma onda depende do meio de propagação;

b) A velocidade do som no ar independe da frequência;

c) No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas possuem o mesmo período;

d) Ondas sonoras são longitudinais;

e) Ondas sonoras não podem ser polarizadas.

5) Complete:

O som é uma onda ............

Para se propagar necessita .........

E a altura de um som refere-se à sua .........

a) plana – do ar – intensidade;

b) mecânica – do meio material – frequência;

c) mecânica – do vácuo – frequência;

d) transversal – do ar – velocidade;

e) transversal – do meio material – intensidade.

6) A figura ilustra uma onda que se propaga numa velocidade 3,0 m/s e frequência:

a) 1,5 Hz;

b) 3,0 Hz;

c) 5,0 Hz;

d) 6,0 Hz;

e) 10 Hz.

25


Aula 16

Fenômenos ondulatórios

- Ondas sonoras;

- Definição do Efeito Doppler;

- Equacionamento;

- Definição de Ressonância.

26


Exercícios

1) O efeito Doppler está relacionado com a sensação de:

a) Variação de timbre do som;

b) Aumento de intensidade do som;

c) Diminuição de intensidade do som;

d) Constância da altura do som;

e) Variação de altura do som.

2) A cor da luz emitida por certa estrela nos parece mais avermelhada do que é na

realidade. Este fenômeno é devido ao fato de:

a) a estrela estar muito distante da Terra;

b) a luz se propagar muito rápida no vácuo;

c) a luz sofrer refração na atmosfera;

d) a estrela estar se aproximando da Terra;

e) a estrela estar se afastando da Terra.

27


3) Uma fonte sonora, com frequência 900 Hz, move-se com velocidade de 40 m/s ao

encontro de um observador parado. Assim, a “frequência aparente” captada pelo

observador, em Hz, será de: [adote Vsom = 340 m/s]

a) 980 b) 1000 c) 1020 d) 1040 e) 1060

4) Para que um corpo vibre em ressonância com um outro é preciso que:

a) Seja feito do mesmo material que o outro;

b) Vibre com a maior amplitude possível;

c) Vibre com a maior frequência possível;

d) Vibre com a menor frequência possível;

e) Tenha uma frequência natural igual a uma das frequências naturais do outro.

5) Dois diapasões idênticos, A e B, repousam sobre uma mesa. Batendo-se no diapasão

A, instante depois, começa-se a ouvir o diapasão B. A explicação para essa segunda

vibração (B) está ligada ao fenômeno denominado:

a) Reflexão;

b) Refração;

c) Efeito Doppler;

d) Ressonância;

e) Queda Livre.

ÓPTICA GEOMÉTRICA

Aula 17


- Reflexão da luz;

- Leis da Reflexão;

- Refração da luz;

- Índice de refração absoluto;

- Leis da Refração.

28


Exercícios

1) Um raio de luz incide num espelho plano, formando com este

um angulo de 50º. O correspondente ângulo de reflexão vale:

a) 80º b) 70º c) 60º d) 50º e) 40º

2) O ângulo que o raio de luz refletido forma com um espelho plano tem a metade do

ângulo de incidência. Assim, determine qual é o ângulo de reflexão.

3) Se você estiver olhando num espelho plano e se afastar 50 cm dele, a distância

entre você e sua imagem:

a) Aumentará de 50 cm;

b) Aumentará de 100 cm;

c) Diminuirá de 100 cm;

d) Diminuirá de 50 cm;

e) Não se alterará.

4) A velocidade de propagação da luz em certo meio é ¾ da velocidade de propagação

da luz no vácuo. Então, o índice de refração do meio é:

a) 0,75 b) 1,5 c) 1,67 d) 2,5 e) 4/3

5) O índice de refração absoluto de um meio é 1,5. Qual a velocidade de propagação

da luz nesse meio? Dado: c = 3.105 km/s.

6) Um raio de luz (monocromática), proveniente do vácuo, incide sobre uma superfície

com ângulo de 45º. Depois, passa para outro meio (X), que possui índice de refração

√2. Então, o ângulo de refração no meio (X) é:

a) 30º b) 45º c) 60º d) 75º e) 90º

29


Aula 18

Instrumentos ópticos

- Lentes esféricas;

- Definição de instrumentos ópticos;

- Classificação dos instrumentos;

- Lupa;

- Microscópio e Telescópio;

- Projetor.

INSTRUMENTOS DE OBSERVAÇÃO SUBJETIVA

Fornecem uma imagem virtual do objeto.

1. Instrumentos de aumento

- Lupa e microscópio.

2. Instrumentos de aproximação

- Lunetas e telescópios.

INSTRUMENTOS DE PROJEÇÃO

Fornecem uma imagem real projetada.

- Máquina fotográfica e projetores.

30


31


32


Exercícios

1) Tem-se um objeto luminoso situado num dos focos principais de uma lente

convergente. O objeto se afasta da lente, movimentando-se sobre seu eixo

principal. Podemos afirmar que a imagem do objeto, à medida que ele se

movimenta,

a) cresce continuamente;

b) passa de virtual para real;

c) afasta-se cada vez mais;

d) aproxima-se do outro foco

principal imagem (F’);

e) passa de real para virtual.

2) Um telescópio astronômico tipo refrator é provido de uma objetiva de 1000 mm

de distância focal. Para que o seu aumento angular seja de aproximadamente 50

vezes, a distância focal da ocular, em mm, deverá ser de:

a) 10 b) 50 c) 150 d) 25 e) 20

3) Uma lente convergente de distância focal 8 cm é utilizada em uma câmera

fotográfica. Um objeto situado a 40 cm da lente é focalizado pela câmera.

Qual a distância entre o objeto e o filme fotográfico?

33


PARA ADQUIRIR O CURSO COMPLETO EM VÍDEO AULAS,

CLIQUE AQUI

BONS ESTUDOS!!!


http://professorpelico.blogspot.com.br

Apostila de física prf professor pélico

Documents

Transcript of Apostila de física prf professor pélico