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PROFESSOR: EQUIPE DE FÍSICA

BANCO DE QUESTÕES - FÍSICA - 9º ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ============================================================================================== 01- Um corpo é abandonado do alto de um plano inclinado, conforme a figura abaixo.

• Considerando as superfícies polidas ideais, a resistência do ar nula e 10 m/s2 como a aceleração da gravidade local, determine o valor aproximado da velocidade com que o corpo atinge o solo:

(A) v = 84 m/s. (B) v = 45 m/s. (C) v = 25 m/s. (D) v = 10 m/s. (E) v = 5 m/s.

02- Arlindo é um trabalhador dedicado. Passa grande parte do

tempo de seu dia subindo e descendo escadas, pois trabalha fazendo manutenção em edifícios, muitas vezes no alto.

• Considere que, ao realizar um de seus serviços, ele tenha subido uma escada com velocidade escalar constante. Nesse movimento, pode-se afirmar que, em relação ao nível horizontal do solo, o centro de massa do corpo de Arlindo:

(A) perdeu energia cinética. (B) ganhou energia cinética. (C) perdeu energia potencial gravitacional. (D) ganhou energia potencial gravitacional. (E) perdeu energia mecânica.

03- O bate-estacas é um dispositivo muito utilizado na fase inicial

de uma construção. Ele é responsável pela colocação das estacas, na maioria das vezes de concreto, que fazem parte da fundação de um prédio, por exemplo. O funcionamento dele é relativamente simples: um motor suspende, através de um cabo de aço, um enorme peso (martelo), que é abandonado de uma altura, por exemplo, de 10 m, e que acaba atingindo a estaca de concreto que se encontra logo abaixo. O processo de suspensão e abandono do peso sobre a estaca continua até a estaca estar na posição desejada.

• É CORRETO afirmar que o funcionamento do bate-estacas é baseado no princípio de:

(A) transformação da energia mecânica do martelo em energia térmica da estaca. (B) conservação da quantidade de movimento do martelo. (C) transformação da energia potencial gravitacional em trabalho para empurrar a estaca. (D) colisões do tipo elástico entre o martelo e a estaca. (E) transformação da energia elétrica do motor em energia potencial elástica do martelo.

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04- De acordo com a lei da conservação da energia, a energia não pode ser criada nem destruída,

podendo apenas ser transformada de uma forma em outra. Baseado nesse princípio, algumas equipes de fórmula 1 usaram, durante a temporada de 2009, um Sistema de Recuperação da Energia Cinética (em inglês KERS) que proporcionava uma potência extra ao carro de cerca de 80 CV durante 6 segundos, melhorando assim as ultrapassagens. Essa energia era acumulada durante as frenagens usando parte da energia cinética do carro, que seria dissipada pelos freios em forma de calor.

• Se toda a energia acumulada pelo KERS pudesse ser integralmente utilizada por um elevador para erguer uma carga total de 1000 kg, qual seria, aproximadamente, a altura máxima atingida por esse elevador, desprezando-se todos os atritos envolvidos?

Dados: 1 CV = 735 W g = 10 m/s2

(A) 20m. (B) 25m. (C) 30m. (D) 35m. (E) 40m.

05- Um atleta de salto com vara, durante sua corrida para transpor o obstáculo a sua frente,

transforma a sua energia _____________ em energia ____________ devido ao ganho de altura e consequentemente ao/à _____________ de sua velocidade.

• As lacunas do texto acima são, correta e respectivamente, preenchidas por:

(A) potencial – cinética – aumento. (B) térmica – potencial – diminuição. (C) cinética – potencial – diminuição. (D) cinética – térmica – aumento. (E) térmica – cinética – aumento.

06- Um saco de cimento de 50 kg está no alto de um prédio em construção a 30 m do solo.

• Sabendo que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s2, podemos afirmar que a energia potencial do saco de cimento em relação ao solo, em joule, vale:

(A) 5 000. (B) 10 000. (C) 15 000. (D) 20 000. (E) 30 000.

• Texto para a próxima questão:

Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), o Brasil está entre os cinco maiores produtores de energia hidrelétrica no mundo, possuindo atualmente 158 usinas de grande porte. A energia hidrelétrica é produzida pela passagem de água por turbinas, e este tipo de geração de energia, embora menos poluente, não deixa de causar impactos negativos sobre o ambiente pois, muitas vezes, é necessário desviar cursos de rios, alagando regiões, o que provoca alterações na paisagem e na vida dos habitantes da região. 07- Na construção das barragens das usinas hidrelétricas são utilizadas grandes quantidades de

concreto.

Essas barragens têm como função represar a água para que esta adquira energia potencial.

• No conjunto formado pela turbina e pelo gerador, ocorre a conversão de:

(A) energia potencial em energia elétrica. (B) energia térmica em energia cinética. (C) energia cinética em energia elétrica. (D) energia elétrica em energia potencial. (E) energia potencial em energia radiante.

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08- A energia gerada pela Usina Hidrelétrica de Itaipu, em 2005, atingiu 88 milhões de MWh, o suficiente para suprir 86% do consumo anual do Estado de São Paulo, o maior centro industrial do Brasil. Essa foi uma das maiores produções da história da usina, marca superada apenas em 2000, com cerca de 93 milhões de MWh e em 1999, com 90 milhões de MWh.

Esses números mostram a importância da Usina Hidrelétrica de Itaipu para o Brasil e para o Paraguai, já que ela também supre 93% do consumo paraguaio, explica o diretor-geral brasileiro da hidrelétrica binacional, Jorge Samek.

("Adaptado de: <http://www.itaipu.gov.br>") Acesso em: 02 ago. 2006.

• A energia em uma usina hidrelétrica sofre algumas transformações desde o instante em que se encontra na água contida na barragem até o momento em que chega aos nossos lares. A sequência correta dessas transformações de energia está apresentada na alternativa:

(A) energia elétrica, energia potencial gravitacional e energia térmica. (B) energia cinética, energia elétrica e energia potencial gravitacional. (C) energia potencial gravitacional, energia cinética e energia elétrica. (D) energia térmica, energia potencial gravitacional e energia cinética. (E) energia cinética, energia térmica e energia elétrica.

09- Um esquiador, partindo do repouso do ponto A da rampa, passa pelo ponto B com velocidade de

módulo 5 m/s.

• Considerando constante a aceleração do esquiador, sua velocidade, no ponto C, será:

(A) 75 m / s . (B) 10 m/s. (C) 15 m/s. (D) 20 m/s. (E) 25 m/s.

10- Para realizar o voo do 14-Bis, Santos Dumont utilizou um motor propulsor Antoinette de 50 HP,

percorrendo uma distância de 220 metros em 21 segundos.

• A energia consumida durante o voo é, em joules,

Dados: 1 HP = 745 W

Potência = Energia/Tempo

(A) 425 250. (B) 522 250. (C) 678 250. (D) 782 250. (E) 925 250.

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11- Em uma construção, deseja-se que um motor elétrico, acoplado a uma roldana, seja capaz de

elevar uma lata de concreto com 18 quilogramas, a uma altura de 9,0 metros, em 12 segundos.

• A potência útil desse motor, em watts, deve ser:

(A) 1,35 × 102. (B) 2,40 × 102. (C) 1,35 × 103. (D) 2,40 × 103.

12- A esquiadora de 50 kg de massa desce uma montanha de 30° de inclinação e tem, no momento

da foto, energia cinética igual a 1000 J. Desprezando o atrito e a resistência do ar, o espaço percorrido por ela, desse ponto até aquele no qual sua energia cinética dobrou, será:

(Adote g = 10 m/s2)

(A) 4,0 m (B) 8,0 m (C) 40 m (D) 80 m (E) 800 m

13- É correto afirmar que Força e Energia são a mesma grandeza física? Justifique.

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

14- Física é a Ciência que estuda as coisas que nos cercam, "seus movimentos" e a "energia que possuem".

a) O que é Energia?

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) Basicamente, como podemos classificar a energia? Exemplifique.

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

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15- Quando um taco de golfe atinge uma bola o que acontece em termos de transferência de energia?

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

16- Qual a unidade sistema internacional para potência?

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

17- Um balão se desloca horizontalmente, a 80,0 m do solo. Quando passa exatamente sobre um jovem parado no solo, um saquinho de areia é abandonado do balão.

• Desprezando qualquer atrito do saquinho com o ar e considerando g = 10,0 m/s2, calcule o tempo gasto pelo saquinho para atingir o solo, considerado plano.

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

18- Um corpo é abandonado em um ponto situado a 45 metros acima da superfície da Terra, numa

região em que a aceleração da gravidade é g = 10 m/s2.

• Despreze a resistência do ar.

a) Quanto tempo o corpo gasta até atingir o solo?

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) Com que velocidade o corpo atinge o solo?

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

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19- Abandona-se um corpo do alto de uma montanha de 180 metros de altura. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s2.

• Responda:

a) Qual o tempo gasto pelo corpo para atingir o solo?

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________ b) Qual a velocidade do corpo ao atingir o solo?

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________ 20- O gato consegue sair ileso de muitas quedas. Suponha que a maior velocidade com a qual ele

pode atingir o solo sem se machucar seja de 8 m/s.

• Então, desprezando a resistência do ar, qual altura máxima de queda para que o gato nada sofra.

21- Conta-se que Isaac Newton estava sentado embaixo de uma macieira quando uma maçã caiu

sobre sua cabeça e ele teve, assim, a intuição que o levou a descrever a lei da Gravitação Universal.

• Considerando que a altura da posição da maçã em relação à cabeça de Newton era de 5,0m, que a aceleração da gravidade local era g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar, a velocidade da maçã no instante em que tocou a cabeça do cientista, em km/h, era:

(A) 10. (B) 20. (C) 15. (D) 36. (E) 72.

22- O tigre de bengala é uma das espécies de mamífero que reforça a tese de que os animais

predadores estão entre os bichos mais velozes da natureza. Afinal, a velocidade é essencial para os que caçam outras espécies em busca de alimentação. O tigre é capaz de, saindo do repouso e correndo em linha reta, chegar à velocidade de aproximadamente 81 km/h em apenas 2,0 segundos.

• Determine a aceleração escalar média deste mamífero.

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

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23- Um trem desloca-se com velocidade de 72 km/h, quando o maquinista vê um obstáculo à sua frente. Aciona os freios e para em 4s.

• A aceleração média imprimida ao trem pelos freios, foi em módulo, igual a:

(A) 18. (B) 10. (C) 5. (D) 4. (E) zero.

24- Qual o tempo necessário para que um corpo que acelera a 2 m/s2, partindo do repouso, atinja a

velocidade de 108 km/h?

R.: __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Gabarito 01- (D) Pela conservação da Energia Mecânica:

( )( )0 A

2

Mec Mec

m vE E m g h v 2 g h 2 10 5

2v 10 m / s.

= ⇒ = ⇒ = = ⇒

=

v = 10 m / s.

02- (D) A expressão da energia potencial é: EPot = m g h. Se ele está subindo, a altura está

aumentando, portanto, o centro de massa do corpo do Arlindo está ganhando energia potencial.

03- (C) Durante a queda do martelo, há transformação de energia potencial gravitacional em energia

cinética. No contanto com a estaca, o martelo aplica força sobre ela. Essa força realiza trabalho, empurrando a estaca.

04- (D) Dados: m = 1.000 kg; g = 10 m/s2; P = 80 CV = 80 × 735 = 58.800 W; ∆t = 6 s.

Se a energia (E) armazenada pelo KERS fosse totalmente transformada em energia potencial (EPot), teríamos:

E = EPot ⇒ P ∆t = m g h ⇒ ( )58.800 6P t

hm g 10.000

∆= = ⇒ h ≅ 35 m.

05- (C) No salto com vara, o atleta transforma energia cinética em energia potencial gravitacional. Devido ao ganho de altura, ocorre diminuição de sua velocidade.

06- (C) Epot = m g h = 50(10)(30) ⇒ Epot = 15.000 J. 07- (C) A geração de energia elétrica numa hidrelétrica segue a seguinte ordem:

Energia potencial da água → energia cinética da água → energia cinética da turbina → energia elétrica no gerador.

08- (C) 09- (D)

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10- (D) 11- (A) 12- (A) 13- Não. Força é o agente capaz de alterar movimento. Energia é aquilo que habilita a realização de

trabalho. 14- a) Aquilo que permite a realização de trabalho.

b) Em cinética e potencial. 15- Parte da energia do taco se transfere para a bola. 16- Watt (W). 17- H = gt2/2

80 = 5t2 t = 4s

18- a) H = gt2/2

45 = 5t2 t = 3s

b) V = g . t V = 10 . 3 V 30 m/s

19- a) H = gt2/2

180 = 5t2 t = 6s

b) V = g . t

V = 10 . 6 V = 60 m/s

20- V = g . t

8 = 10 . t → H = gt2/2 T = 0,8s H = 5(0,8)2

H = 3,2m 21- (D) 22- a = (V – Vo)/(t – to)

a = (22,5)/(2) a = 11,25 m/s2

23- (C) 24- a = (V – Vo)/(t – to)

2 = (30)/(t) 2 = 30/(t) t = 15s

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