EXERCÍOS DE REVISÃO DE FÍSICA – 2º EM – PROF. CELSO – FICHA 01

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(Fuvest 2010) Um consórcio internacional, que reúne dezenas de países, milhares de cientistas e emprega bilhões de dólares, é responsável pelo

Large Hadrons Colider

(LHC), um túnel circular subterrâneo, de alto vácuo, com 27 km de extensão, no qual eletromagnetos aceleram partículas, como prótons e antiprótons, até que alcancem 11.000 voltas por segundo para, então, colidirem entre si. As experiências realizadas no LHC investigam componentes elementares da matéria e reproduzem condições de energia que teriam existido por ocasião do

Big Bang

. a) Calcule a velocidade do próton, em km/s, relativamente ao solo, no instante da colisão. b) Calcule o percentual dessa velocidade em relação à velocidade da luz, considerada, para esse cálculo, igual a 300.000 km/s. c) Além do desenvolvimento científico, cite outros dois interesses que as nações envolvidas nesse consórcio teriam nas experiências realizadas no LHC. 2. (Uel 2011) O cavalo anda nas pontas dos cascos. Nenhum animal se parece tanto com uma estrela do corpo de balé quanto um puro sangue em perfeito equilíbrio, que a mão de quem o monta parece manter suspenso. Degas pintou-o e procurou concentrar todos os aspectos e funções do cavalo de corrida: treinamento, velocidade, apostas e fraudes, beleza, elegância suprema. Ele foi um dos primeiros a estudar as verdadeiras figuras do nobre animal em movimento, por meio dos instantâneos do grande Muybridge. De resto, amava e apreciava a fotografia, em uma época em que os artistas a desdenhavam ou não ousavam confessar que a utilizavam. (Adaptado de: VALÉRY, P.

Degas Dança Desenho

. São Paulo: Cosac & Naif, 2003, p. 77.) d) e) Suponha que a sequência de imagens apresentada na figura acima foi obtida com o auxílio de câmeras fotográficas dispostas a cada 1,5 m ao longo da trajetória do cavalo. Sabendo que a frequência do movimento foi de 0,5 Hz, determine a velocidade média do cavalo. 3

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(Enem 2012) Em apresentações musicais realizadas em espaços onde o público fica longe do palco, é necessária a instalação de alto-falantes adicionais a grandes distâncias, além daqueles localizados no palco. Como a velocidade com que o som se propaga no ar ( v som  ) é muito menor do que a velocidade com que o sinal elétrico se propaga nos cabos ( v sinal  ), é necessário atrasar o sinal elétrico de modo que este chegue pelo cabo ao alto-falante no mesmo instante em que o som vindo do palco chega pelo ar. Para tentar contornar esse problema, um técnico de som pensou em simplesmente instalar um cabo elétrico com comprimento suficiente para o sinal elétrico chegar ao mesmo tempo que o som, em um alto-falante que está a uma distância de 680 metros do palco. A solução é inviável, pois seria necessário um cabo elétrico de comprimento mais próximo de a) b) c)  13 km.

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(Unicamp 2013) Alguns tênis esportivos modernos possuem um sensor na sola que permite o monitoramento do desempenho do usuário durante as corridas. O monitoramento pode ser feito através de relógios ou telefones celulares que recebem as informações do sensor durante os exercícios. Considere um atleta de massa

m =

70 kg que usa um tênis com sensor durante uma série de três corridas. a) O gráfico 1) abaixo mostra a distância percorrida pelo atleta e a duração em horas das três corridas realizadas em velocidades constantes distintas. Considere que, para essa série de corridas, o consumo de energia do corredor pode ser aproximado por

E



C

MET

m t

, onde

m

é a massa do corredor,

t

é a duração da corrida e

C

MET é uma constante que depende da velocidade do corredor e é expressa em unidade de   kJ   .

Usando o gráfico 2) abaixo, que expressa

C

MET em função da velocidade do corredor, calcule a quantidade de energia que o atleta gastou na terceira corrida. b) O sensor detecta o contato da sola do tênis com o solo pela variação da pressão. Estime a área de contato entre o tênis e o solo e calcule a pressão aplicada no solo quando o atleta está em repouso e apoiado sobre um único pé. 5

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(Ita 2013) Um dispositivo é usado para determinar a distribuição de velocidades de um gás. Em t  0, com os orifícios O’ e O alinhados no eixo

z

, moléculas ejetadas de O’, após passar por um colimador, penetram no orifício O do tambor de raio interno R, que gira com velocidade angular constante ω .

Considere, por simplificação, que neste instante inicial Enquanto o tambor gira, conforme mostra a figura, tais moléculas movem-se horizontalmente no interior deste ao longo da direção do eixo interna do tambor no final de seus percursos. Nestas condições, obtenha em função do ângulo v  v min ,  em que t

v

 0  as moléculas em movimento encontram-se agrupadas em torno do centro do orifício O.

z

, cada qual com sua própria velocidade, sendo paulatinamente depositadas na superfície é a velocidade da molécula depositada correspondente ao giro θ θ a expressão para do tambor e v min é a menor velocidade possível para que as moléculas sejam depositadas durante a primeira volta deste.