12 questões abertas com gabarito e comentário (de 50 no banco do Benshuu). Toque numa alternativa pra ver se acertou, ou abra o gabarito direto.
Um objeto é solto do repouso de uma altura de 20 m (g = 10 m/s², sem resistência do ar). Usando conservação de energia mecânica, qual é sua velocidade ao atingir o solo?
Gabarito: C) 20 m/s
mgh = ½mv² ⇒ v = √(2gh) = √(2×10×20) = √400 = 20.0 m/s.
Uma força de 50 N é aplicada sobre um corpo durante 4 s. Qual é o módulo do impulso transmitido ao corpo?
Gabarito: B) 200 N·s
Impulso J = F·Δt = 50 × 4 = 200 N·s.
Um objeto de 2 kg tem sua velocidade aumentada de 3 m/s para 5 m/s por ação de uma força resultante. Pelo teorema trabalho-energia, qual foi o trabalho realizado sobre o objeto?
Gabarito: C) 16.0 J
W = ΔKE = ½m(v_f² − v_i²) = ½(2)(25 − 9) = 16.0 J.
Um motor realiza 500 J de trabalho em 10 s, a uma taxa constante. Qual é a potência média desenvolvida?
Gabarito: B) 50 W
P = W/t = 500/10 = 50 W.
Um projétil é lançado com velocidade inicial de módulo 20 m/s, a 30° acima da horizontal (g = 10 m/s²). Qual é a altura máxima atingida?
Gabarito: B) 5.0 m
v0y = v0 sen(30°) = 10 m/s. h_max = v0y² / (2g) = 100/20 = 5.0 m.
Um projétil é lançado com velocidade inicial v0 = (15î + 20ĵ) m/s, sujeito apenas à gravidade (g = 10 m/s², apontando em −ĵ). Qual é o módulo do vetor velocidade em t = 1 s?
Gabarito: C) 18.03 m/s
v(t) = v0 + a t = (15î + 20ĵ) + (0î − 10ĵ)(1) = 15î + 10ĵ. |v| = √(15²+10²) = √325 ≈ 18.03 m/s.
Um bloco de massa m2 = 10 kg repousa sobre uma mesa horizontal sem atrito e está preso por um fio ideal, passando por uma polia ideal, a um bloco de massa m1 = 5 kg pendurado verticalmente. Qual é o módulo da aceleração do sistema?
Gabarito: B) 3.33 m/s²
Aplicando a 2ª lei de Newton aos dois blocos (polia e fio ideais): a = m1g/(m1+m2) = (5×10)/15 = 3.33 m/s².
Um bloco de massa 4 kg está sobre uma superfície horizontal com coeficiente de atrito cinético μk = 0.3. Uma força horizontal F = 20 N é aplicada (g = 10 m/s²). Qual é o módulo da aceleração do bloco?
Gabarito: B) 2.0 m/s²
Atrito: f = μk m g = 0.3×4×10 = 12 N. Pela 2ª lei: a = (F − f)/m = (20−12)/4 = 2.0 m/s².
Uma força variável F(x) = 3x² (em N, x em metros) atua ao longo do eixo x, deslocando um objeto de x = 0 até x = 2 m. Qual é o trabalho realizado por essa força?
Gabarito: C) 8.0 J
W = ∫F(x)dx de 0 a 2 = ∫3x²dx = [x³] de 0 a 2 = 8 − 0 = 8.0 J.
Um corpo rígido com momento de inércia I = 5 kg·m² é submetido a um torque resultante de 20 N·m. Qual é o módulo da aceleração angular produzida?
Gabarito: C) 4.0 rad/s²
Equação fundamental da rotação: τ = Iα ⇒ α = τ/I = 20/5 = 4.0 rad/s².
Uma polia em forma de disco maciço homogêneo, de massa M = 2 kg e raio R = 0.1 m, tem eixo sem atrito. Um fio ideal, que não desliza sobre a polia, sustenta uma massa m = 3 kg que cai de uma altura h = 2 m a partir do repouso (g = 10 m/s²). Qual é a velocidade da massa m ao final da queda?
Gabarito: C) 5.48 m/s
Energia: mgh = ½mv² + ½Iω², com I=½MR² e ω=v/R ⇒ mgh = ½(m + M/2)v² ⇒ v = √(2mgh/(m+M/2)) = √(2×3×10×2/(3+1)) = √30 ≈ 5.48 m/s.
Uma partícula se move ao longo de uma trajetória circular de raio r = 5 m, com sua velocidade escalar aumentando a uma taxa constante dv/dt = 2 m/s² (aceleração tangencial). No instante em que v = 6 m/s, qual é o módulo da aceleração total da partícula?
Gabarito: C) 7.47 m/s²
a_r = v²/r = 36/5 = 7.2 m/s² (radial/centrípeta). a_t = 2 m/s² (tangencial). Como são perpendiculares: a = √(a_r² + a_t²) = √(7.2² + 2²) = √55.84 ≈ 7.47 m/s².
Aqui você viu 12 das 50 questões do tópico. No Benshuu dá pra fazer todas, num simulado que sorteia primeiro o que você ainda erra, com correção na hora, XP e revisão dos erros.
BENSHUU