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1. CASD Vestibulares FRENTE N 1
1º Simulado FUVEST (2ª FASE - 3º dia) - Física
TODAS AS FRENTES
DATA: 09/04/2016
1ª FASE
QUESTÃO 1
Prof. Norberto Alves
TEMA: Tempo de queda
De dois pontos A e B, situados sobre a mesma vertical,
respectivamente, a 45 metros e a 20 metros do solo,
deixa-se cair no mesmo instante duas esferas,
conforme mostra a figura abaixo. Uma prancha se
desloca no solo, horizontalmente, com movimento
uniforme. As esferas atingem a prancha em pontos que
distam 2,0 metros.
Supondo a aceleração local da gravidade igual a 10
m/s2 e desprezando a resistência do ar, determine a
velocidade da prancha.
QUESTÃO 2
Prof. Mateus Morais
TEMA: Força Elástica
O corpo A de massa 1 𝑘𝑔 sobe com aceleração
constante de 2 𝑚/𝑠. Sabe-se que o comprimento
natural da mola, de massa desprezível, é 𝐿𝑜 = 1 𝑚, e a
constante elástica da mola vale 𝐾 = 20 𝑁
𝑚⁄ .
Determine:
a) o comprimento final da mola
b) a massa do corpo B
NOTE E ADOTE:
𝑔 = 10 𝑚
𝑠2⁄
QUESTÃO 3
Prof. Marco Aurélio
TEMA: Espelhos Esféricos
A imagem de um objeto forma-se a 40 cm de um
espelho côncavo com distância focal de 30 cm. A
imagem situa-se sobre o eixo principal do espelho, é
real, invertida e tem 3 cm de altura.
a) Determine a posição do objeto.
b) Construa o esquema referente à questão
representando objeto, imagem, espelho e raios
utilizados.
QUESTÃO 4
Prof. Gustavo Mendonça
TEMA:
A região entre duas placas metálicas, planas e
paralelas está esquematizada na figura abaixo. As
linhas tracejadas representam o campo elétrico
uniforme existente entre as placas. A distância entre as
placas é 5 mm e a diferença de potencial entre elas é
300 V. As coordenadas dos pontos A, B e C são
mostradas na figura. Determine
a) os módulos AE , BE e CE do campo elétrico nos
pontos A, B e C, respectivamente;
b) as diferenças de potencial ABV e BCV entre os
pontos A e B e entre os pontos B e C,
respectivamente;
c) o trabalho τ realizado pela força elétrica sobre um
elétron que se desloca do ponto C ao ponto A.
NOTE E ADOTE:
O sistema está em vácuo.
e = 1,6.10-19 C
QUESTÃO 5
Prof. Mateus Morais
TEMA: Força de Atrito
Um pano de prato retangular, com comprimento 36 𝑐𝑚
e distribuição homogênea de massa, está em repouso
sobre uma mesa, parte sobre sua superfície e parte
pendente, como mostra a figura.

2. 2 FRENTE N CASD Vestibulares
Sabendo que o coeficiente de atrito estático entre a
superfície da mesa e o pano é igual a 0,2 e que o pano
está na iminência de escorregar, determine o
comprimento 𝐿 da parte sobre a mesa.
QUESTÃO 6
Prof. Gustavo Mendonça
TEMA: Trabalho da força elétrica
Uma carga elétrica puntiforme Q 0 está fixa em uma
região do espaço e cria um campo elétrico ao seu
redor. Outra carga elétrica puntiforme q, também
positiva, é colocada em determinada posição desse
campo elétrico, podendo mover-se dentro dele. A malha
quadriculada representada na figura está contida em
um plano xy, que também contém as cargas.
Quando na posição A, q fica sujeita a uma força
eletrostática de módulo F exercida por Q.
a) Calcule o módulo da força eletrostática entre Q e q,
em função apenas de F, quando q estiver na posição
B.
b) Adotando 2 1,4 e sendo K a constante
eletrostática do meio onde se encontram as cargas,
calcule o trabalho realizado pela força elétrica
quando a carga q é transportada de A para B.
RESOLUÇÃO 1
Vamos calcular o tempo de queda de cada uma
das esferas escrevendo suas respectivas funções
horárias da posição.
Conforme visto em sala de aula: 𝑦 = 𝑦0 + 𝑣0 𝑡 +
𝑎
2
𝑡2
Esfera A: 𝑦𝐴 = 45 +
(−10)
2
𝑡2 ⇒ 𝑦 𝐴 = 45 − 5𝑡2
Esfera B: 𝑦 𝐵 = 20 +
(−10)
2
𝑡2
⇒ 𝑦 𝐵 = 20 − 5𝑡2
Para calcular o tempo de queda, basta encontrar o
tempo necessário para que 𝑦𝐴 = 0 𝑒 𝑦 𝐵 = 0, logo:
Esfera A: 0 = 45 − 5𝑡 𝑄
2
⇒ 𝑡 𝑄
2
= 9 ⇒ 𝑡 𝑄 = 3 𝑠
Esfera B: 0 = 20 − 5𝑡 𝑄
2
⇒ 𝑡 𝑄
2
= 4 ⇒ 𝑡 𝑄 = 2 𝑠
Ou seja, a esfera A atinge a prancha um segundo após
a esfera B. Este intervalo de tempo foi suficiente para
que a prancha percorresse exatamente 2 metros!
Observe a figura abaixo que ilustra passo a passo a
situação:
Inicialmente:
Dois segundos após a queda:
Três segundos após a queda:
Ou seja, em apenas um segundo a prancha percorreu
dois metros, logo sua velocidade é de 2 m/s.
RESOLUÇÃO 2
a) Para o bloco A:
𝐹𝑟 = 𝑇 − 𝑃𝑎 ⟹ 𝑚𝑎 = 𝑇 − 𝑚𝑔 = 𝑚𝑎 ⟹ 𝑇 = 12 𝑁
Analisando agora o equilíbrio da mola de massa
desprezível:
𝐹𝑟 = 𝐹𝑒𝑙 − 𝑇 ⟹ 𝐾∆𝑥 − 𝑇 = 𝑚𝑎 ≅ 0 (𝑚 ≅ 0)
Assim: 𝑇 = 𝐾∆𝑥 ⟹ 𝐿 = 1,6 𝑚.
𝐿 − 1
b) Sabendo que no corpo B atuam as forças
elástica e peso, bem como que o fio tem comprimento
constante, e, portanto, A e B têm mesma aceleração:
𝐹𝑟 = 𝑃𝑏 − 𝐹𝑒𝑙 ⟹ 𝑀𝑏𝑔 − 𝐾∆𝑥 = 𝑀𝑏𝑎
12 2
⟹ 𝑀𝑏 = 1,5 𝑘𝑔

3. CASD Vestibulares FRENTE N 3
RESOLUÇÃO 3
RESOLUÇÃO 4
a) Dados: 3
V 300 V; d 5 mm 5 10 m.
   
A figura ilustra os dados.
Como se trata de campo elétrico uniforme, EA = EB =
EC = E.
3 4
3
V 300
E d V E 60 10 E 6 10 V/m.
d 5 10
        

b) Da figura: xA = 1 mm e xB = 4 mm.
   4 3
AB AB B A ABV E d E x x 6 10 4 1 10 V 180 V.
        
Como os pontos B e C estão na mesma superfície
equipotencial:
BCV 0 V.
c) Dado: 19
q 1,6 1 .0 C
  
Analisando a figura dada:
CA BA ABV V V 180V.    
 19
CA
17
q V 1,6 10 180
2,8 10 J8 .
τ
τ


     
 

RESOLUÇÃO 5
Observe a figura, tomando 𝐿 = 𝑙 − 𝑥:
Nela o peso da fração pendente do pano está
representado por 𝐹𝑦, enquanto o atrito no restante do
pano, por 𝐹𝑥. Dessa forma, para que o pano esteja na
iminência de movimento o atrito deve ser estático
máximo, bem como: 𝐹𝑥 = 𝑓𝑎𝑡 = 𝐹𝑦 = 𝑃𝑓𝑟𝑎çã𝑜 .
Como a distribuição de massa no pano se dá
de forma homogênea podemos calcular a massa do
pano sobre a mesa da seguinte forma:
Massa total - Comp. Total
Massa sob. Mesa - 𝐿
∴ 𝑀𝑆𝑜𝑏.𝑀𝑒𝑠𝑎 =
𝐿𝑀𝑇𝑜𝑡 𝑎𝑙
𝐶𝑜𝑚𝑝. 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑒 𝑀𝑓𝑟𝑎çã𝑜
= 𝑀𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝑀𝑆𝑜𝑏 .𝑀𝑒𝑠𝑎
Dessa forma: 𝑓𝑎𝑡 = 𝜇 𝐸 𝑁 = 𝜇 𝐸 𝑀𝑆𝑜𝑏.𝑀𝑒𝑠𝑎 𝑔
⟹ 𝜇 𝐸 𝑀𝑆𝑜𝑏.𝑀𝑒𝑠𝑎 𝑔 = 𝑀𝑓𝑟𝑎çã𝑜 𝑔
⟹ (1 + 𝜇 𝐸
) 𝑀𝑆𝑜𝑏.𝑀𝑒𝑠𝑎 = (1 + 𝜇 𝐸
)
𝐿𝑀𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
𝐶𝑜𝑚𝑝. 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
= 𝑀𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
⟹ 𝐿 =
𝐶𝑜𝑚𝑝. 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
(1 + 𝜇 𝐸
)
∴ 𝐿 = 30 𝑐𝑚
RESOLUÇÃO 6
a) Analisemos a figura:
Na figura dada vemos que:

4. 4 FRENTE N CASD Vestibulares
Ad 4 d.
O triângulo retângulo QAB é isósceles.
B A Bd d 2 d 4 d 2.  
Aplicando a lei de Coulomb para as duas situações
propostas:
222
A A A
B A
2
B
k Q q
F
d d dF' F' F
F'
F d F 22dk Q q
F'
d

 
   
          
   


b) Aplicando o teorema da energia potencial:
A B
AB pot pot AB AB
A B
AB AB AB
AB AB
AB
k Q q k Q q k Q q k Q q
W E E W W
d d 4d 4 d 2
k Q q k Q q k Q q1 1 1 2 2 2
W W W
d 4 d 4 8 d 84 2
k Q q k Q q2 1,4 6
W W
d 8 d 80
3kQ q
W .
40 d
        
     
                    
   
      
   
