Movimento circular uniforme ( MCU ) Exercícios

Exercícios MCU FÍSICA

Questão 1. (UEL) Supondo que um tornado tenha movimento circular uniforme e que seu raio aumente gradativamente com a altura, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o comportamento da grandeza física relacionada a eventuais objetos localizados em pontos da superfície externa do tornado.

a) A velocidade angular desses objetos é maior nos pontos mais altos do tornado.

b) A velocidade angular desses objetos é a mesma em qualquer altura do tornado.

c) A velocidade linear desses objetos tem sentido e direção constante em qualquer altura do tornado.

d) A aceleração centrípeta desses objetos tem o mesmo sentido e direção da velocidade linear.

e) A aceleração centrípeta desses objetos é a mesma em qualquer altura do tornado.

Questão 2. (PUC-MG) A figura mostra uma barra que gira com movimento circular e uniforme, em torno de um eixo E. Os pontos A e B giram com velocidades lineares tais que v_A > v_B. Em relação às velocidades angulares ω_A e ω_B e aos períodos T_A e T_B, é correto afirmar:

a) ω_A > ω_B  e T_A = T_B

b) ω_A < ω_B  e T_A < T_B

c) ω_A = ω_B  e T_A = T_B

d) ω_A > ω_B  e T_A > T_B

e) ω_A = ω_B  e T_A > T_B

Questão 3. Uma arma dispara uma bala a cada quatro segundos. Estas balas atingem um disco girante sempre no mesmo ponto, atravessando um único orifício. Considerando π = 3, determine a velocidade angular do disco.

a) 1,0 rad/s

b) 1,5 rad/s

c) 2,0 rad/s

d) 2,5 rad/s

e) 3,0 rad/s

Questão 4. Em uma bicicleta a pessoa gira os pedais que são ligados ao eixo com a coroa, que por meio de uma corrente gira a catraca, esta é ligada ao eixo com a roda. 

Sendo o raio da catraca 6cm, o da coroa 9cm e o da roda 30cm, considere π = 3 e determine a velocidade linear da bicicleta se a freqüência da pedalada for 1Hz. Dados: v = ω.R;    ω = 2π.f.

a) 0,9 m/s

b) 2,7 m/s

c) 3,0 m/s

d) 4,5 m/s

e) 9,0 m/s

Questão 5. Um pêndulo de comprimento L oscila acompanhando um bloco de massa m preso à uma mola de constante elástica k, oscilando na horizontal. Sendo T = 2π.(L/g)^1/2 para o pêndulo e T = 2π.(m/k)^1/2 para a mola, qual relação será verdadeira?

a) m.g = L.k

b) L/k = m/g

c) L.m = g.k

d) L/m =(g/k)²

e) m.g = (L.k)²

Questão 6. Uma maneira de se medir com precisão o valor da gravidade é usando um pêndulo simples, com pequenos ângulos podemos usar a aproximação T = 2π.(L/g)^1/2. Com muitas oscilações podemos achar um período bem próximo do real, pela média. Considerando  π = 3, L = 2m, T = 3s, qual será a gravidade neste local? Talvez não seja na Terra...

a) 6 m/s²

b) 7 m/s²

c) 8 m/s²

d) 9 m/s²

e) 10 m/s²

Questão 7. Um microcomputador encontrado atualmente em muitas lojas, possui período de operação de cada função com duração de 5.10^-10s. Para facilitar o entendimento destas grandezas, trabalhamos com esta velocidade de processamento em hertz. f = 1/T. Qual será o valor?

a) 1,0 GHz

b) 1,5 GHz

c) 2,0 GHz

d) 2,5 GHz

e) 3,0 GHz

Questão 8. Observando a figura e sabendo que o tempo de mudança das posições A, B, C, D, E e F, são de 1s, tal como o valor de x é de 5 cm, então, demonstre uma equação da posição x = A.cos(ω.t+φ₀) que determine esse movimento.

a) x = 10.cos (0,125.π)

b) x = 5.cos (0,125.π)

c) x = 10.cos (0,25.π)

d) x = 5.cos (0,25.π)

Questão 9. (Fuvest) O pêndulo de um relógio é constituído por uma haste rígida com um disco de metal preso em uma de suas extremidades. O disco oscila entre as posições A e C, enquanto a outra extremidade da haste permanece imóvel no ponto P. A figura ao lado ilustra o sistema. 

A força resultante que atua no disco quando ele passa por B, com a haste na direção vertical, é

a) nula.

b) vertical, com sentido para cima.

c) vertical, com sentido para baixo.

d) horizontal, com sentido para a direita.

e) horizontal, com sentido para a esquerda.

Note e adote: g é a aceleração local da gravidade.

Questão 10. (Fuvest) Um pêndulo simples, constituído por um fio de comprimento L e uma pequena esfera, é colocado em oscilação. Uma haste horizontal rígida é inserida perpendicularmente ao plano de oscilação desse pêndulo, interceptando o movimento do fio na metade do seu comprimento, quando ele está na direção vertical. A partir desse momento, o período do movimento da esfera é dado por

Note e adote: A aceleração da gravidade é g. Ignore a massa do fio. O movimento oscilatório ocorre com ângulos pequenos. O fio não adere à haste horizontal.

Questão 11. (Fuvest) Uma das primeiras estimativas do raio da Terra é atribuída a Eratóstenes, estudioso grego que viveu, aproximadamente, entre 275 a.C. e 195 a.C. Sabendo que em Assuã, cidade localizada no sul do Egito, ao meio dia do solstício de verão, um bastão vertical não apresentava sombra, Eratóstenes decidiu investigar o que ocorreria, nas mesmas condições, em Alexandria, cidade no norte do Egito. O estudioso observou que, em Alexandria, ao meio dia do solstício de verão, um bastão vertical apresentava sombra e determinou o ângulo θ entre as direções do bastão e de incidência dos raios de sol. 

O valor do raio da Terra, obtido a partir de θ e da distância entre Alexandria e Assuã foi de, aproximadamente, 7500 km. O mês em que foram realizadas as observações e o valor aproximado de θ são

a) junho; 7°.

b) dezembro; 7°.

c) junho; 23°.

d) dezembro; 23°.

e) junho; 0,3°.

Note e adote: Distância estimada por Eratóstenes entre Assuã e Alexandria  900 km. π = 3.

Questão 12. (Fuvest) Uma estação espacial foi projetada com formato cilíndrico, de raio R igual a 100 m, como ilustra a figura ao lado.

Para simular o efeito gravitacional e permitir que as pessoas caminhem na parte interna da casca cilíndrica, a estação gira em torno de seu eixo, com velocidade angular constante ω. As pessoas terão sensação de peso, como se estivessem na Terra, se a velocidade ω for de, aproximadamente,

a) 0,1 rad/s

 b) 0,3 rad/s

 c) 1 rad/s

 d) 3 rad/s

 e) 10 rad/s

Questão 13. (Unesp) A figura representa, de forma simplificada, parte de um sistema de engrenagens que tem a função de fazer girar duas hélices, H₁ e H₂. Um eixo ligado a um motor gira com velocidade angular constante e nele estão presas duas engrenagens, A e B. Esse eixo pode se movimentar horizontalmente assumindo a posição 1 ou 2. Na posição 1, a engrenagem B acopla-se à engrenagem C e, na posição 2, a engrenagem A acopla-se à engrenagem D. Com as engrenagens B e C acopladas, a hélice H₁ gira com velocidade angular constante ω₁ e, com as engrenagens A e D acopladas, a hélice H₂ gira com velocidade angular constante ω₂.

Considere r_A, r_B, r_C e r_D os raios das engrenagens A, B, C e D, respectivamente. Sabendo que r_B = 2 · r_A e que r_C = r_D , é correto afirmar que a relação ω₁/ω₂ é igual a

a) 1,0.

b) 0,2.

c) 0,5.

d) 2,0.

e) 2,2.

Questão 14. (Unesp) Um pequeno motor a pilha é utilizado para movimentar um carrinho de brinquedo. Um sistema de engrenagens transforma a velocidade de rotação desse motor na velocidade de rotação adequada às rodas do carrinho. Esse sistema é formado por quatro engrenagens, A, B, C e D, sendo que A está presa ao eixo do motor, B e C estão presas a um segundo eixo e D a um terceiro eixo, no qual também estão presas duas das quatro rodas do carrinho.

Nessas condições, quando o motor girar com frequência f_M, as duas rodas do carrinho girarão com frequência f_R. Sabendo que as engrenagens A e C possuem 8 dentes, que as engrenagens B e D possuem 24 dentes, que não há escorregamento entre elas e que f_M = 13,5 Hz, é correto afirmar que f_R, em Hz, é igual a

a) 1,5.

b) 3,0.

c) 2,0.

d) 1,0.

e) 2,5.