Questões Sobre Movimento Circular Uniforme (MCU) - Física - 1º ano do ensino médio
Questão 1

Admita que, para uma volta completa de bicicleta, N1 é o número de voltas dadas pela roda traseira e N2 o número de voltas dadas pela roda dianteira em torno de seus respectivos eixos de rotação. A razão N1/N2 é igual a:
- A) 1.
- B) 2.
- C) 3.
FAZER COMENTÁRIO- D) 4.
A alternativa correta é letra A
Precisamos saber a relação entre R1 e R2, desenhando um triângulo retângulo no centro das circunferências, percebe-se portanto que os raios das circunferências são os catetos e que um dos ângulos é de 30º. O sen30º=1/2, como seno é igual a cateto oposto dividido por cateto adjacente, vem:
ou seja, R2=2R1.
Para calcular o número de voltas dada por cada roda, N1 e N2, basta dividir a circunferência da trajetória pela circunferência da respectiva roda. Lembrando que para calcular a circunferência basta aplicar a fórmula:Assim:
Sendo :
R1= raio da circunferência menor
R2=raio da circunferência maior
r=raio da roda dianteira
r/2=raio da roda traseira
N1= número de voltas da roda traseira
N2=número de voltas da roda traseira
N1= circunferência menor/circunferência da roda traseira
N2=circunferência maior/circunferência da roda dianteira
Assim a resposta certa é a letra A.Questão 2
Não há deslizamento entre a corrente e as rodas dentadas. Supondo que o ciclista imprima aos pedais um movimento circular uniforme, assinale a alternativa correta para o número de voltas por minuto que ele impõe aos pedais durante esse movimento.
Nesta questão, considere= 3.
FAZER COMENTÁRIO- A) 0,25 rpm.
- B) 2,50 rpm.
- C) 5,00 rpm.
- D) 25,0 rpm.
- E) 50,0 rpm.
A alternativa correta é letra E
Primeiro vamos descobrir a velocidade em m/s da roda traseira.
Obs: A roda traseira tem uma velocidade de 18 km/h.
1 km = 1000 m
1 h = 3600 s
v = 18 km/h = 18*(1 km)/(1 h) = 18*(1000 m)/(3600 s) = 5 m/s
Agora, vamos calcular a frequência da roda traseira, que é a mesma da roda dentada presa nela.
v = ωR
Donde v é a velocidade, ω é a frequência angular e R é o raio.
ω = 2πf
Donde ω é a frequência angular e f é a frequência.
v = 2πf*R => f = v/(2πR)
f1 = (5 m/s)/(2*3*0,7 m) = 5/4,2 Hz
Agora, podemos usar a seguinte relação para descobrir a frequência de rotação do pedais, que é o mesmo da roda dentada onde eles estão presos.
f1*R1 = f2*R2 => f2 = f1*R1/R2 = (5/4,2 Hz)(0,07 m)/(0,2 m) = 0,5/1,2 Hz
OBS: 100 cm = 1 m, por este motivo, 70 cm = 0,7 m etc.
Agora, vamos descobrir a velocidade relacionada a tal frequência, para que assim possamos encontrar o valor referente a rpm.
v = 2πf*R = 2*3*(0,5/1,2)*0,2 m/s = 0,5 m/s
Por fim, nos resta dividir este valor encontrado pelo perímetro da roda dentada, que é dada por 2πR, e multiplicar por 60 s/min para encontrar as rpm:
(60 s/min)(0,5 m/s)/(2*3*0,2 m) = 50 rpm
Alternativa E)
3)
- A) duas horas antes.
- B) duas horas depois.
- C) quatro horas antes.
FAZER COMENTÁRIO- D) quatro horas depois.
- E) seis horas depois.
A alternativa correta é letra D
Para a equação de movimento angular , temos que:Para o exercício em questão temos:Logo, sendo a velocidade angular positiva, temos que a posição II vai ocorrer 4 horas depois da posição I.4) O volante de um motor gira com movimento circular uniforme completando 1,2. 103 voltas em um minuto. Qual é o período desse movimento?
- A) 2,0. 101 s
- B) 2,0. 100 s
- C) 1,2. 10-3 s
- D) 5,0. 10-2 s
FAZER COMENTÁRIO- E) 0,8. 10-3 s
A alternativa correta é letra D
O período T é o tempo gasto para completar um ciclo (ou uma volta). Por regra de três :1,2.10³ voltas ------ 60s1 volta -------- x segundosx= 5.10-2 sAlternativa D.Questão 5
Com um desses dispositivos, elevou-se água proveniente de um rio até um reservatório, localizado a 2,0 m de altura em relação ao nível de água desse rio. O parafuso de Arquimedes utilizado tinha 100 voltas completas de uma mangueira de borracha, sendo que cada anel podia transportar 1,0 cm3 de água. Desconsiderando atritos e supondo uma rotação uniforme, admitindo que o tempo necessário para que o parafuso girasse 360º em torno de seu eixo era de 2,0s, a potência útil da fonte do movimento de rotação, em W, era de:Dado: densidade da água = 1,0 g/cm3aceleração da gravidade = 10 m/s2- A) 2,5 × 10–1.
- B) 2,0 × 10–1.
- C) 1,5 × 10–1.
- D) 1,0 × 10–2.
FAZER COMENTÁRIO- E) 5,0 × 10–3.
A alternativa correta é letra D
Considerando que cada giro completo dado na haste, a água sobe 1 volta na mangueira, conclui-se que, será necessário um tempo T = 100.2 = 200 s, para que a água que encontra-se na superfície da haste chegue até o topo.A massa obtida pelo parafuso em cada volta da mangueira, é calculada através da densidade. Substituindo os dados fornecidos pela questão, obtemos :
O trabalho realizado para que o líquido seja transportado até o extremo superior, é o trabalho do peso. Sabendo que a definição de potência é a relação entre o trabalho pelo intervalo de tempo gasto, vem :É importante salientar que, a massa utilizada no cálculo da potência, é de todo líquido que pode ser contido na mangueira. Ora, se um compartimento possui 10-3 Kg, 100 compartimentos terão 100.10-3Kg . Isso é justificado pois, o trabalho W é determinado através da energia gasta para elevar todo o líquido para altura desejada de 2 m.Alternativa D.Questão 6
Ao produzir caldo de cana, uma pessoa gira a manivela fazendo-a completar uma volta a cada meio minuto. Supondo que a vara de cana colocada entre os cilindros seja esmagada sem escorregamento, a velocidade escalar com que a máquina puxa a cana para seu interior, em cm/s, é, aproximadamente:Dado: Se necessário use π = 3- A) 0,20.
- B) 0,35.
- C) 0,70.
- D) 1,25.
FAZER COMENTÁRIO- E) 1,50.
A alternativa correta é letra B
Pelo enunciado, o período do movimento é de 30 segundos. Sabendo que a frequência é o inverso do período, obtemos :Veja na figura, que as engrenagens estão em contato. Portanto, suas velocidades lineares, são iguais :f1 é a frequência da engrenagem menor que é solidária com a manivela e f2 da engrenagem maior. Logo,f1 = f = 1/30 Hz .Supondo que os raios das engrenagens são proporcionais ao número de dentes, podemos dizer que :Sendo n uma constante.Calculando a velocidade, vem :Ou seja, a velocidade da vara da cana é igual à velocidade dos cilindros.Alternativa B.Questão 7
Considerando que o ponto da corda que passa sob os pés e acima da cabeça do praticante descreve uma trajetória circular de raio r = 90 cm, qual é a velocidade escalar desse ponto da corda?FAZER COMENTÁRIO- A) 0,18 m/s.
- B) 3,15 m/s.
- C) 18,9 m/s.
- D) 567 m/s.
A alternativa correta é letra C
1) Cálculo da frequência:
2) Cálculo da velocidade escalar linear:
V = 2 . 3 . 3,5 . 0,90 (m/s)
V=18,9m/s
Resposta pesquisada na internet: Fonte Objetivo8) Suponha que uma das marchas foi selecionada para a bicicleta atingir a maior velocidade possível. Nessa marcha, a velocidade angular da roda traseira é WR e a da coroa é WC. A razão WR/WC equivale a:
FAZER COMENTÁRIO- A) 7/2
- B) 9/8
- C) 27/14
- D) 49/24
A alternativa correta é letra A
O resolvedor não resolveu a questão.Questão 9
Dados da Estação: Período aproximado: 90 minutosAltura acima da Terra ≈ 350kmDados da Terra: Circunferência no Equador ≈ 40000kmDados da Estação: Período aproximado: 90 minutosAltura acima da Terra ≈ 350kmDados da Terra: Circunferência no Equador ≈ 40000km- A) zero km.
- B) 500 km.
- C) 1000 km.
- D) 2500 km.
FAZER COMENTÁRIO- E) 5000 km.
A alternativa correta é letra D
O período (tempo gasto pela estação para completar uma volta completa) é de 90 minutos. Nesse tempo, Macapá terá viajado com a velocidade da rotação da Terra, que é de :Logo, para Δt=90 min, ΔS = 27,777 x 90 = 2500 Km .Alternativa D.Continua após a publicidade..Questão 10
Considerando que o coeficiente de dilatação linear do aço é 10.10–6 ºC–1 e supondo que o centro de massa da haste-disco se mantenha sempre no centro do disco se a temperatura do conjunto haste-disco subir 10ºC, a medida do tempo, correspondente a meio ciclo de oscilação do pêndulo, se tornará:- A) s, fazendo com que o relógio adiante.
- B) s, fazendo com que o relógio adiante.
- C) s, fazendo com que o relógio atrase.
- D) s, fazendo com que o relógio atrase.
FAZER COMENTÁRIO- E) s, fazendo com que o relógio atrase.
1 2 3 … 6 Próximo »A alternativa correta é letra C
O enunciado fornece que o período T0 (inicial) de um pêndulo, é dado por :E quando aquecido :(1)Sabendo que o comprimento L é dilatado ou contraído proporcionalmente à variação de temperatura ΔT (expresso abaixo), vem :Sendo :L0 - comprimento inicial da haste do pênduloL - o comprimento final da haste do pênduloT0 -período inicialT - período finalk - constanteα - coeficiente de dilatação linearPortanto, o período aumenta (0,0001)1/2 s . Isso significa dizer que o tempo necessário, para completar um ciclo, é maior. Logo, o relógio atrasa.Alternativa C. - B) s, fazendo com que o relógio adiante.
- B) 500 km.
- B) 0,35.
- B) 2,0 × 10–1.
- B) 2,0. 100 s
- B) 2.