Questões sobre Cinemática

A tradicional corrida de São Silvestre, no Brasil, ocorre no dia 31 de dezembro desde 1925. Ao longo desses anos, o percurso foi modificado inúmeras vezes, tendo tido no mínimo 5 500 metros e no máximo 15 000 metros. A maior velocidade média desenvolvida nessa corrida foi de, aproximadamente, 6,3 metros por segundo, em uma prova em que o vencedor obteve a marca de 23 minutos e 26 segundos em um percurso com

• A.

  6 200 metros.

• B.

  7 000 metros.

• C.

  7 600 metros.

• D.

  8 900 metros.

• E.

  9 200 metros.

No Estado de São Paulo, é comum que as estradas apresentem dois diferentes limites de velocidade; um para caminhões e ônibus e outro, para automóveis. Na Rodovia dos Bandeirantes, por exemplo, essas velocidades são, respectivamente, 90 km/h e 120 km/h. Um automóvel entra nessa rodovia 10 minutos depois de um caminhão, sendo que ambos trafegam com a velocidade máxima permitida. Pode-se prever que o automóvel irá ultrapassar o caminhão em, aproximadamente,

• A.

  5 minutos.

• B.

  10 minutos.

• C.

  20 minutos.

• D.

  30 minutos.

• E.

  40 minutos.

Em experimentos com colisões entre feixes de prótons, verifica- se que muitas dessas colisões são elásticas. Nesses casos, após a colisão,

• A.

  os prótons passam a andar juntos, com velocidades iguais.

• B.

  o momento linear de cada próton não varia, só o total varia.

• C.

  conserva-se o momento linear, e há perda de energia cinética.

• D.

  não há variação nas velocidades, como se não houvesse interação.

• E.

  a energia cinética total permanece a mesma de antes.

Os estudos sobre as propriedades dos materiais receberam grande atenção nas últimas décadas, especialmente para o desenvolvimento de materiais adequados à produção industrial, como a de ferramentas e a de veículos. Quando se trata da proteção de passageiros de automóveis, em colisões, fazse necessário o uso de materiais

• A.

  mais rígidos, para diminuir a força de impacto.

• B.

  mais rígidos, para diminuir o tempo de interação.

• C.

  mais flexíveis, para evitar uma deformação do chassi.

• D.

  rapidamente deformáveis, para diminuir o tempo de interação.

• E.

  crescentemente deformáveis, para aumentar o tempo de interação.

• A.

  equivocado, pois aquela conservação é um princípio geral, válido em qualquer condição.

• B.

  equivocado, pois o eventual crescimento da entropia não compromete a conservação de energia.

• C.

  equivocado ou certo, dependendo da relação entre a massa e a constante elástica da mola.

• D.

  certo, pois molas reais dissipam energia mecânica e o que se conserva é a energia total.

• E.

  certo, pois mesmo o princípio da conservação de energia só é válido em condições ideais.

Pode-se afirmar que a conservação da energia mecânica nunca é estritamente verdadeira, mesmo quando parece ser, pois

• A.

  os processos físicos reais são irreversíveis no tempo.

• B.

  não se podem construir motos-perpétuos para gerar energia.

• C.

  a entropia do sistema diminui e tudo se transforma.

• D.

  o homem não pode viajar no tempo sem gastar energia.

• E.

  o tempo não flui uniformemente nas condições reais.

Uma astronauta de 60 kg pode se mover fora de sua nave, fazendo uso de um mini-foguete de 3 kg, preso à sua cintura. Devido a um defeito nesse equipamento, ela permanece parada a 120 metros da nave. Ocorre-lhe, então, lançar o foguete em direção oposta à nave para conseguir alcançá-la a tempo, pois deve partir em 2 minutos. Para que tenha sucesso, a menor velocidade (relativa à nave) que deveria ser dada ao mini-foguete seria de

• A.

  0,05 m/s.

• B.

  1,0 m/s.

• C.

  10 m/s

• D.

  20 m/s.

• E.

  120 m/s.

Um guindaste ergue vigas em uma construção, mas o trabalho que realiza contra o campo gravitacional é bem menor que a energia do óleo diesel que utiliza. Pode-se dizer que a principal parcela dessa diferença se deve

• A.

  ao atrito inevitável nas roldanas, engrenagens e demais mecanismos.

• B.

  ao aquecimento dos cabos de aço distendidos pela força- peso.

• C.

  à limitação do rendimento do motor, essencial na conversão de calor em trabalho.

• D.

  à energia potencial das vigas, quando erguidas ao seu destino.

• E.

  à energia cinética das vigas no transporte do próprio guindaste.

Os satélites artificiais de comunicação geoestacionários concentram- se no plano equatorial em uma altura de aproximadamente 36 000 km da superfície da Terra. Isso se justifica porque

• A.

  essa altitude garante a qualquer satélite sobre o equador a mesma velocidade angular da Terra.

• B.

  é nessa altura, no plano do equador, que se situa a ionosfera, que amplifica o sinal dos satélites.

• C.

  essa é a primeira órbita geoestacionária para qualquer satélite, sendo a segunda a da Lua, que fica mais distante.

• D.

  nessa altura não há atração gravitacional e os satélites podem ficar flutuando no espaço.

• E.

  é mais econômico lançar satélites no equador, onde é maior a sua velocidade tangencial inicial.

A primeira metade do século XIX foi um período de grande debate sobre o conceito de calor. Entre as contribuições para esse debate, destaca-se a do engenheiro americano Rumford. Quando era responsável pela perfuração de canos de canhão, percebeu que o aquecimento, tanto da broca quanto da água que envolvia o cilindro do canhão, parecia ser proporcional ao trabalho empregado na tarefa. Tal observação levou-o a

• A.

  introduzir o modelo de calor como energia, o que aperfeiçoou a idéia do calórico, segundo a qual, o calor seria um fluido desprovido de massa.

• B.

  introduzir o modelo cinético de calor que, em oposição à idéia de calor como substância, contribuiu para a sua compreensão como energia.

• C.

  formalizar uma nova teoria do calor, em oposição à idéia predominante na época, comprovando a conservação da energia nos processos mecânicos e térmicos.

• D.

  a descobrir uma importante relação entre energia mecânica e térmica, o que explicava o movimento a partir do aquecimento das partículas subatômicas.

• E.

  uma nova compreensão da relação entre massa e energia, em que uma pode ser convertida em outra, garantindo a conservação de ambas.