Fisica PRF Mestre Dos Concursos

7/27/2019 Fisica PRF Mestre Dos Concursos

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Mecnica

Prof. Fabrcio Mariano


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A Mecnica a parte da fsica que estuda omovimento e suas causas. A mecnica divididaem:

Cinemtica, que estuda os movimentos sem preocupaocomsuas causas;

Esttica, que estuda as foras em situaes de equilbrioemrepouso;

Dinmica, que estuda as causas e consequncias dosmovimentos.


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Movimento e Repouso Dizemos que um corpo est em movimento

quando ele muda de posio com o tempo

de acordo comumdeterminado referencial.


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Ponto Material Diz-se que um corpo pode ser considerado

um ponto material quando suas dimenses

so desprezadas em relao a umreferencial. No entanto, sua massa serconsiderada.


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Trajetria a linha geomtrica descrita pelos corpos ao

longo do movimento. A trajetria depende do

referencial.


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Deslocamento Escalar O Deslocamento Escalar s a diferena

entre a posio final e a posio inicial de

ummvel emsua trajetria.


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Velocidade Mdia A velocidade mdia a grandeza fsica que

relaciona o deslocamento de um mvel ao intervalode tempo emque este deslocamento ocorreu.

t

Svm

=


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Exerccio1) Transforme:a) a velocidade de 72 km/h para m/s.

b) a velocidade 30 m/s para km/h.


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2 ) Um automvel percorre a distncia de Braslia a Belo Horizonte, de729 km, em7 horas e 30 minutos. Qual a sua velocidade mdia?

a)97,2km/hb)98 km/h

c)100 km/h

d)110km/h

e)972m/s


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3) (PRF) Ao longo de uma estrada retilnea, umcarro passa pelo postopolicial da cidade A, no km223, s 9h30 min e 20 s, conforme registrao relgio da cabine de vigilncia. Ao chegar cidade B, no km 379, orelgio do posto policial daquela cidade registra 10h20 min e 40 s. Ochefe do policiamento da cidade A verifica junto ao chefe do posto dacidade B que o seu relgio est adiantado em relao quele em 3mine 10 s. Admitindo-se que o veculo, ao passar no ponto exato de cada

posto policial,apresenta velocidade dentro dos limites permitidos pelarodovia, o que se pode afirmar comrelao transposio do percursopelo veculo, entre os postos, sabendo-se que neste trecho o limite develocidade permitida de 110 km/h?

A) Trafegoucomvelocidade mdia ACIMA do limite de velocidade.

B) Trafegoucomvelocidade sempre ABAIXO do limite de velocidade.C) Trafegoucomvelocidade mdia ABAIXO do limite de velocidade.D) Trafegoucomvelocidade sempre ACIMA do limite de velocidadeE) Trafegou comacelerao mdia DENTRO do limite permitido para otrecho.


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Movimento Retilneo Uniforme

(MRU) Em um Movimento Retilneo Uniforme

(MRU), o mvel realiza deslocamentos iguais

emintervalos de tempo iguais.

So caractersticas do MRU:

Velocidade Escalar constante Acelerao Escalar nula

Deslocamentos iguais para intervalos de tempoiguais


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Equao horria das posies do

MRU s a posio final;

s0 a posio inicial;

v a velocidade escalar e t o tempo.

Se v > 0 ento o MRU progressivo. Se v < 0 ento o MRU retrgrado.


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Equao horria das posies do

MRUV s a posio final;

so a posio inicial;

vo a velocidade inicial; t o tempo; e

a a acelerao.


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4) Uma partcula desloca-se comacelerao constante de 2m/s2. Emt =2s ela est em 40m. Em t =5s,tem a velocidade v = 15m/s. Qualser sua posio (emm) emt =7s?

a) 95

b) 100

c) 105

d) 110


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5) (Perito Criminal Polcia Civil IPAD 2006) A posio de ummvel emmovimento retilneo dada pela funo horria x =4 +20t 2t2, onde x est em metros e t em segundos. Podemos afirmar que avelocidade do corpo igual zero, no instante:

A)t=1sB)t=2sC)t=3sD)t=4s

E)t=5s


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Cinemtica Vetorial No estudo da Cinemtica Vetorial devem-se

considerar grandezas escalares (lineares) evetoriais. No caso de trajetrias curvilneasexiste uma diferena entre o deslocamento de 2pontos na curva e no vetor gerado por estes 2pontos.

B

A

s

r


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Freqncia e Perodo Perodo T o intervalo de tempo necessrio

para que a partcula em movimento circular

complete uma volta. A freqncia f onmero de vezes que o ciclo se repete emalguma unidade de tempo. A freqncia oinverso do perodo

Tf 1=


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Freqncia Angular A freqncia angular dada por ou

ainda, .f 2=

T

2=


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Equaes das Posies Angulares

para o MCU A Equao das Posies Angulares para o

MCU dada por

Onde:

a posio angular inicial; e a velocidade angular.

tt += 0)(

0


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6) (Engenheiro Mecnico Casa da Moeda CESGRANRIO 2005)Em umsetor de expedio, as caixas movimentam-se atravs de umacorreia transportadora, conforme figura abaixo.

O coeficiente de atrito esttico entre as caixas e a correia de 0,5.

Nessas condies, a maior velocidade com que as caixas podemrealizar uma curva comraio R =1,8 m, semdeslizar, : (Dados: g =10m/s2)

(A) 3 m/s. (B) 4 m/s. (C) 5 m/s. (D) 6 m/s. (E) 8 m/s.


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Esttica e Dinmica



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Foras e Movimento

As foras mais bsicas da Fsica soclassificadas como:

foras de campo (foras que existem sem haver o

contato direto entre os corpos, como a foragravitacional);

fora de contato (ocorre o contato entre 2 corpos,como a fora normal);

fora tensora (fora exercida por fios, cordas ecabos).


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Exerccio Marque todas as foras no sistema abaixo:

g = 9,8m/s2A

B

a


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Leis de Newton 1. Lei de Newton (e Galileu)

Considere um corpo em que a resultante dasforas que sobre ele atuam nula. Se o corpoestiver em repouso ou em Movimento Retilneo eUniforme, assimele permanecer.

=0 MRU ou repousoa


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2. Lei de Newton

Se sobre um corpo a resultante de todas asforas atuantes diferente de zero ento estecorpo de massa m ser acelerado.

amF

=


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Aplicaes das Leis de Newton

Fora de Atrito

Em regra, a fora de atrito uma fora deresistncia ao movimento, ou seja, se um corpose desloca para a direita a fora de atrito est emsentido oposto (para a esquerda) e vice-versa.


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Mdulo da Fora de Atrito

O mdulo da Fora de Atrito Esttica dado por:

O mdulo da Fora de Atrito Dinmica dadopor:

NF eate =

NF datd =


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Esttica do ponto material Se a resultante das foras que atua sobre um

ponto material nula ento este corpo est

em equilbrio, logo, a resultante das forasque atuamem x e em y nula.

= 0F

=

=

0

0

RY

RX

F

F


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Lei dos Senos de Lamy (Teorema

das Trs Foras) Se em um sistema atuam trs foras e este est em

equilbrio, podemos escrever, de acordo com a figuraabaixo:

PA

TA

TA

TBTC

sen

T

sen

T

sen

T CBA==


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1) (Cesgranrio/2009)Na figura abaixo, uma pessoa consegue manter umblocode peso P emequilbrio, encostado emuma parede vertical, aplicando sobre omesmo uma fora horizontal F.

A fora que, atuando no bloco, responsvel por anular a Fora Peso,impedindo que o bloco caia verticalmente, a

(A) magntica.(B) centrpeta.(C) elstica.(D) eltrica.(E) de atrito.


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2) (Cesgranrio/2009) Um caixote est sendo sustentado por umsistema de cordas, como mostra a figura abaixo.

Considerando que o bloco est emequilbrio, qual o valor, em Newtons, da

Fora Resultante que atua no bloco?

(A) zero

(B) 90

(C) 100

(D) 300(E) 400


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3) (Cesgranrio/2009) Uma pessoa deseja elevar uma caixa de pesoigual a 400 N, por meio de duas possibilidades. Na primeira, utilizauma polia ideal fixa, e na segunda, duas polias ideais e sem massa,sendo uma delas mvel. As cordas, inextensveis e de massadesprezvel, esto aproximadamente na vertical.

Determine a fora, em Newtons,

exercida pela pessoa nas situaes Ae B, respectivamente.

(A) 100 e 50

(B) 200 e 400

(C) 300 e 300

(D) 400 e 200

(E) 400 e 800


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4) Numa escola, o mastro AB onde hasteada a bandeira nacional articulado pela extremidade A a umaparede vertical. O mastro mantido emrepouso na posio indicada na figurapor meio de um fio ideal horizontalpreso parede vertical.

Na figura, alm de estar indicado ocentro de gravidade (CG) domastro, esto desenhados cincosegmentos orientados. Destes, oque melhor representa a foraexercida pela articulao sobre aextremidade A do mastro :

(A) I(B) II(C) III(D) IV(E) V


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5) (Perito Criminal Polcia Civil NCE 2000) Uma roda de raio de35 cm, apoiada verticalmente, realiza um movimento semdeslizamento, em que o seu centro se desloca com velocidadeconstante e igual a 5m/s no final de meia volta, o deslocamento do

ponto que sai da posio mais baixa para a mais alta equivale em cma:

a) 0b) 35

c) 35 d) 35e) 35

22

+

42 +


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Trabalho e Energia



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Em regra, a energia a capacidade que um corpopossui de realizar trabalho.

Podemos definir o trabalho como sendo o produtodo mdulo da fora pelo seu deslocamento, e paraumcorpo realizar trabalho a fora e o deslocamento

devem estar no mesmo sentido (trabalho motor).Caso a fora e o deslocamento estejamemsentidosopostos o trabalho dito resistivo (negativo).


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Energia

Energia a capacidade de realizar trabalho.

Energia Potencial Gravitacional: Eg = mgh Energia Potencial Elstica: Eel = kx2/2

Energia Cintica: Ec = mv2/2

Energia Mecnica: Em = Ec + Ep

Observao: A energia potencial pode ser aelstica ou a gravitacional.


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1) (Operador Nuclear Eletronuclear NCE 2006) Uma mola temuma constante elstica de 100N/m. O trabalho, em joules, necessriopara distender essa mola de 1m de:

(A) 50;(B) 60;(C) 80;(D) 100;(E) 120.


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2) (Operador Nuclear Eletronuclear NCE 2006) Um guindaste capaz de suspender uma massa de 300kg a uma altura de 30m em30s. A potncia utilizada pelo guindaste, em kW, considerando-se g =10m/s2, vale:

(A) 1;(B) 2;(C) 3;(D) 4;

(E) 5.


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Quantidade de Movimento e

Impulso A quantidade de movimento representada pelo

produto da massa pelo mdulo da sua velocidade;em sistemas conservativos, ou seja, onde a

resultante das foras internas e externas nula.Neste caso a quantidade de movimento seconserva, logo, a quantidade de movimento antes igual a quantidade de movimento depois.

Podemos tambm dizer que o impulso igual avariao da quantidade de movimento.


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Quantidade de Movimento ou

Momento Linear

vmQ .=


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Conservao da Quantidade de

Movimento Emumsistema de referncia de dois corpos,

a quantidade de movimento se conserva.


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Colises

o encontro de dois ou mais corpos duranteos seus movimentos. O choque pode ser

frontal ou oblquo.

Para um choque, podemos escrever aequao de conservao de quantidade demovimento sob a forma vetorial ou usandovelocidades escalares.


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Coeficiente de Restituio (e) O valor do Coeficiente de Restituio (0


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Impulso

O Impulso ( ) o produto entre a foraaplicada ( ) e o intervalo de tempo ( ) no

qual esta fora agiu. dado por:

I

F

t

tFI = .


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Teorema do Impulso

O Impulso ( ) igual variao daQuantidade de Movimento ( ):

I

Q

QI

=


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Conservao da quantidade de

movimento Em um sistema conservativo, a quantidade

de movimento se conserva:

= 0.

Tambmpodemos dizer que

=

n

i

iQ1

==

=+n

i

depois

n

i

antes QQ11

0


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1) Um carrinho A de massa mA =1,0 kg e velocidade escalar vA =3,0m/s choca-se frontalmente comumoutro carrinho B, de mesma massa,que caminhava sua frente com velocidade escalar vB = 1,0 m/s,sobre uma mesma reta

Considere que a coliso ocorra de forma que a perda de energiamecnica do sistema seja mxima, mas consistente como princpio deconservao da quantidade de movimento.

(a) Quais as velocidades escalares dos objetos imediatamente aps acoliso?(b) Qual a energia mecnica dissipada nesse choque?

vA = 3,0m/s vB = 1,0m/s

Antes da coliso

A B


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2) (Perito Criminal Polcia Civil IPAD 2006) Sobre uma partculade massa M = 0,5 kg aplicada uma fora resultante de direoconstante e de intensidade varivel, conforme o grfico abaixo. Se apartcula est inicialmente em repouso, calcule a sua velocidade no

instante t =2,0s.

A) 20 m/sB) 30 m/sC) 40 m/sD) 50 m/sE) 60 m/s


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3) (PRF Funrio) Uma condio necessria e suficiente para que umveculo de 1000 kg apresente uma quantidade de movimento NULA que

A) esteja trafegando emuma trajetria retilnea.B) esteja somente emqueda livre.C) esteja parado, ou seja, emrepouso.D) apresente velocidade constante e diferente de zero.E) seja nula a resultante de foras que nele atua.


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4) (PRF Funrio) Um condutor, ao desrespeitar a sinalizao, cruza seuveculo de 5000 kg por uma linha frrea e atingido por um vagoferrovirio de 20 t que trafegava a 36 km/h. Aps o choque, o vagoarrasta o veculo sobre os trilhos. Desprezando-se a influncia do atrito

e a natureza do choque como sendo perfeitamente anelstico, qual avelocidade emque o veculo foi arrastado?

A) 9 m/s.B) 8 m/s.

C) 10 m/s.D) 12 m/s.E) nula.


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5) (PRF Funrio) Um veculo desgovernado perde o controle e tomba margem da rodovia, permanecendo posicionado com a lateral sobreo piso e o seu plano superior rente beira de um precipcio. Umaequipe de resgate decide como ao o tombamento do veculo posio normal para viabilizar o resgate dos feridos e liberao da

pista de rolamento. Diante disso precisam decidir qual o melhor pontode amarrao dos cabos na parte inferior do veculo e ento pux-lo.Qual a condio mais favorvel de amarrao e que tambmdemandao menoresforo fsico da equipe?

A) A amarrao no veculo deve ser feita em um ponto mais afastado

possvel do solo (mais alta), e a equipe deve puxar o cabo omais prximo possvel do veculo, dentro dos limites de segurana.B) A amarrao no veculo deve ser feita em um ponto mais prximopossvel do seu centro de massa, e a equipe deve puxar ocabo o mais distante possvel do veculo.


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C) A amarrao no veculo deve ser feita em um ponto mais prximopossvel do seu centro de massa, e a equipe deve puxar ocabo o mais prximo possvel do veculo, dentro dos limites desegurana.D) A amarrao no veculo deve ser feita em um ponto mais afastadodo solo (mais alta), entretanto o esforo feito pela equipeindepende de sua posio em relao ao veculo, desde que dentrodos limites de segurana.E) A amarrao no veculo deve ser feita em um ponto mais afastadopossvel do solo (mais alta), e a equipe deve puxar o cabo o

mais distante possvel do veculo.


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6) (PRF Funrio) Um automvel, de peso 12000 N, apresentou panemecnica e ficou parado no acostamento de uma rodovia. Umcaminho reboque veio ao local para retir-lo. O automvel serpuxado para cima do caminho com o auxlio de um cabo de ao,atravs de uma rampa que tem uma inclinao de 30 graus com a

horizontal. Considerando que o cabo de ao permanece paralelo rampa e que os atritos so desprezveis, a menor fora que o cabo deao dever exercer para puxar o automvel ser, aproximadamente,de

A) 12000 N.

B) 6000 N.C) 10400 N.D) 5200 N.E) 4000 N.


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Hidrosttica



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Hidrosttica

A hidrosttica estuda os fluidos emequilbrio.

No contexto da Hidrosttica, as principaiscaractersticas dos lquidos so:

ocupamvolume definido;

no possuemforma prpria;

na prtica so incompressveis.


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Massa Especfica

Massa especfica () de uma substncia arazo entre determinada massa (m) desta

substncia e o volume (V) correspondente.

As unidades no Sistema Internacional so:[m] =kg, [V] =m3 e [] =kg/m3.

V

m=


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Peso Especfico Peso Especfico () de uma substncia o peso

correspondente a uma unidade de volume destasubstncia.

, ou ainda ,

onde g a acelerao da gravidade.

V

P= g =


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Presso de um Lquido A presso de um fluido se transmite com igual intensidade em todas as

direes e atua perpendicularmente (direo normal) a qualquer superfcieplana. Em ummesmo plano horizontal, o valor da presso igual emqualquerponto (Lei de Pascal).

As medidas de presso so feitas com manmetros, que podem ser de

diversas formas. A presso manomtrica (ou relativa) representa o valor dapresso comrelao presso atmosfrica.

Para uma presso distribuda uniformemente sobre a superfcie (constante),temos:

A unidade de medida de presso no sistema internacional N/m, quecorresponde unidade de medida Pascal.

A presso tambm pode ser medida em atmosferas (atm), sendo que 1 atm =760 mmHg =10,33mca (metro de coluna dgua).

A

Fp =


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h1

h2

h

Diferena de Presses A diferena de presses entre dois pontos em um lquido

igual diferena de profundidade desses pontos multiplicadapelo peso especfico do liquido.

Assim,hppouhhpp == 121212 )(

Se o ponto 1 estiver na superfcie ento (pressoatmosfrica), o que significa dizer que

A altura h tambm conhecida como carga de presso ou,simplesmente, diferena de carga.

atmpp =1hpp atm +=2


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F

f

Ap1

ap2

Prensas Hidrulicas Seja uma prensa hidrulica com reas a e A, conforme

mostra a figura abaixo.

Ocorre que as presses p1 e p2 so iguais. Sendo assim,

A

F

a

f=

Isto significa dizer que quanto maior a razo , maior ser arazo . a

A

f

F


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Empuxo O Princpio de Arquimedes do Empuxo utilizado h mais de 2000

anos. Todo corpo submerso total ou parcialmente em um lquidosofre um empuxo vertical para cima, igual ao peso referente aovolume do lquido deslocado. O ponto onde atua a fora se chama

centro de empuxo e coincide com o centro de gravidade do lquidodeslocado.

Podemos escrever uma relao geral entre o volume imerso eemerso do corpo, que pode ser representada por:

gvdE deslocadoliq =

corpolquido

corpo

emerso

imerso

dd

d

v

v

=


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1) (Perito Criminal Polcia Civil IPAD 2006) A figura abaixo mostra uma

caixa cbica, de aresta a =10 cm e densidade =5 g/cm3, imersa em guacuja densidade gua =1 g/cm3.

A fora resultante sobre a caixa cbica temintensidade igual a:

A)10N

B)20NC)30N

D)40N

E)50N


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2) Trs esferas macias de mesmo tamanho, de isopor (1), alumnio (2) echumbo (3), so depositadas num recipiente com gua. A esfera 1 flutua,porque s massa especfica do isopor menor que a da gua, mas as outrasduas vo ao fundo porque, embora as massas especficas do alumnio sejamenor que a do chumbo, ambas so maiores que a massa especfica da gua.

Se as intensidades dos empuxos exercidos pela gua nas esferas forem,respectivamente, E1, E2 e E3 , tem-se:

a)E1=E2=E3b)E1E3d)E1


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