Aceleração da Gravidade
Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Aceleração da Gravidade com questões de Vestibulares.
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1. (PUC-RJ) Um objeto é lançado verticalmente, do solo para cima, com uma velocidade de 10 m/s. Considerando g = 10 m/s², a altura máxima que o objeto atinge em relação ao solo, em metros, será de:
- 15,0.
- 10,0.
- 5,0.
- 1,0.
- 0,5.
Resposta: C
Resolução: Para determinar a altura máxima que um objeto atinge em um lançamento vertical, podemos usar a equação da altura:
h = (v² - u²) / (2g)
Onde:
- h é a altura máxima
- v é a velocidade final (0 m/s, pois o objeto atinge a altura máxima e depois cai)
- u é a velocidade inicial (10 m/s)
- g é a aceleração devido à gravidade (10 m/s²)
Substituindo os valores na fórmula:
h = (0² - 10²) / (2 * 10)
h = (-100) / 20
h = -5
A altura máxima é de -5 metros. No entanto, como estamos interessados na altura em relação ao solo, consideramos apenas o valor absoluto, ou seja, 5 metros.
2. (UFGRS) Considerando que o módulo da aceleração da gravidade na Terra é igual a 10 m/s², é correto afirmar que, se existisse um planeta cuja massa e cujo raio fossem quatro vezes superiores aos da Terra, a aceleração da gravidade seria de:
- 2,5 m/s²
- 5 m/s²
- 10 m/s²
- 20 m/s²
- 40 m/s²
Resposta: A
Resolução:
3. (UDESC) Um objeto colocado em uma balança de pratos é equilibrado por uma massa de 13 kg. Quando o objeto é colocado em uma balança de mola, o mostrador indica 13 kg. Todo o conjunto (objeto, balança de pratos, pesos da balança de pratos e balança de mola) é transportado pela empresa SpaceX para o planeta Marte, onde a aceleração em queda livre é 2,6 vezes menor que a aceleração em queda livre na Terra. As leituras da balança de pratos e da balança de mola, em Marte, são, respectivamente:
- 13 kg e 13 kg
- 13 kg e 5 kg
- 5 kg e 5 kg
- 5 kg e 13 kg
- 13 kg e 34 kg
Resposta: B
Resolução:
04. (PUC-MG) Suponha que sua massa seja de 55 kg. Quando você sobe em uma balança de farmácia para saber seu peso, o ponteiro indicará: (considere g=10m/s²)
- 55 Kg
- 55 N
- 5,5 Kg
- 550 N
- 5.500 N
Resposta: D
Resolução: O peso de um objeto é dado pela fórmula:
P = m * g
Onde:
- P é o peso do objeto - m é a massa do objeto - g é a aceleração devido à gravidade (10 m/s²)
Substituindo os valores na fórmula:
P = 55 kg * 10 m/s²
P = 550 N
Portanto, quando você sobe na balança de farmácia, o ponteiro indicará um peso de 550 N.
05. (UDESC) Na superfície de um planeta de massa M, um pêndulo simples de comprimento L tem período T duas vezes maior que o período na superfície da Terra. A aceleração, devido à gravidade neste planeta, é:
- 20,0 m/s²
- 5,0 m/s²
- 2,5 m/s²
- 15,0 m/s²
- 40 m/s²
Resposta: C
Resolução:
06. (PUC-MG) Leia as informações abaixo:
I. A galáxia Andrômeda exerce uma força sobre a Via Láctea.
II. O Sol exerce uma força sobre a Terra.
III. A Terra exerce uma força sobre o homem.
Assinale a alternativa que se refere à natureza das forças mencionadas nas três situações.
- de contato
- elétrica
- nuclear
- gravitacional.
Resposta: D
Resolução: A natureza das forças mencionadas nas três situações descritas é a força gravitacional.
A força gravitacional é a força de atração mútua entre objetos com massa. Ela atua a longas distâncias e é responsável por manter os objetos em órbita ao redor uns dos outros, como no caso da galáxia Andrômeda exercendo uma força sobre a Via Láctea, o Sol exercendo uma força sobre a Terra e a Terra exercendo uma força sobre o homem.
07. (UFGRS) Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo.
( ) Um objeto colocado em uma altitude de 3 raios terrestres acima da superfície da Terra sofrerá uma força gravitacional 9 vezes menor do que se estivesse sobre a superfície.
( ) O módulo da força gravitacional exercida sobre um objeto pode sempre ser calculado por meio do produto da massa desse objeto e do módulo da aceleração da gravidade do local onde ele se encontra.
( ) Objetos em órbitas terrestres não sofrem a ação da força gravitacional.
( ) Se a massa e o raio terrestre forem duplicados, o módulo da aceleração da gravidade na superfície terrestre reduz-se à metade.
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:
- V – V – F – F
- F – V – F – V
- F – F – V – F
- V – F – F – V
- V – V – V – F
Resposta: B
Resolução:
08. (UNIMEP-SP) Um astronauta com o traje completo tem uma massa de 120 kg. Ao ser levado para a Lua, onde a aceleração da gravidade é igual a 1,6m/s², a sua massa e seu peso serão, respectivamente:
- 75 kg e 120 N
- 120 kg e 192 N
- 192 kg e 192 N
- 120 kg e 120 N
- 75 kg e 192 N
Resposta: B
Resolução: A massa de um objeto não muda com a mudança de localização, pois ela é uma propriedade intrínseca do objeto. Portanto, a massa do astronauta continuará sendo 120 kg na Lua.
O peso, por outro lado, depende da aceleração da gravidade do local. Na Lua, onde a aceleração da gravidade é igual a 1,6 m/s², o peso do astronauta pode ser calculado pela fórmula:
P = m * g
Onde:
- P é o peso do astronauta
- m é a massa do astronauta (120 kg)
- g é a aceleração da gravidade (1,6 m/s²)
Substituindo os valores na fórmula:
P = 120 kg * 1,6 m/s²
P = 192 N
Portanto, na Lua, o astronauta terá uma massa de 120 kg e um peso de 192 N.
09. (UDESC) A aceleração da gravidade na superfície do planeta Marte é aproximadamente 4,0 m/s². Calcule a que altura da superfície da Terra deve estar uma pessoa com massa de 100,0 kg, para ter o mesmo peso que teria na superfície de Marte.
- 1,0 x 107 m
- 3,6 x 106 m
- 4,0 x 1014 m
- 6,4 x 106 m
- 1,36 x 107 m
Resposta: B
Resolução: Peso de uma pessoa com m=100 kg na Terra.
Considerando g=9,8 m/s², temos:
P = 100 . 9,8 = 980 N (I)
Peso de uma pessoa com massa m= 100 kg em Marte.
Pm= 100 . 4,0 = 400 N (II)
Para que uma pessoa na Terra tenha o mesmo peso de uma pessoa em Marte, precisamos usar a Lei da gravitação Universal. Assim:
Pm = [(m . M)/d²].G, onde:
Pm = peso do homem em Marte;
m = massa do homem;
M = massa da Terra = 5,9.1024 kg;
d = distância do homem ao centro da Terra (considerando o homem como um ponto material [suas dimensões são desprezíveis]);
G = constante da gravitação universal = 6,7 x 10^-11 N.m²/kg²;
Dessa forma, substituindo os valores e isolando d, temos que a distância do homem ao centro da Terra deve ser de 9941 km. Sabendo que o raio da terra é de, aproximadamente, 6371 km, temos que a distância do homem à superfície da Terra é de 9941–6371 = 3570 km.
10. (UFV-MG) Um astronauta leva uma caixa da Terra até a Lua. Podemos dizer que o esforço que ele fará para carregar a caixa na Lua será:
- maior que na Terra, já que a massa da caixa diminuirá e seu peso aumentará.
- maior que na Terra, já que a massa da caixa permanecerá constante e seu peso aumentará.
- menor que na Terra, já que a massa da caixa diminuirá e seu peso permanecerá constante.
- menor que na Terra, já que a massa da caixa aumentará e seu peso diminuirá.
- menor que na Terra, já que a massa da caixa permanecerá constante e seu peso diminuirá.
Resposta: E
Resolução: O esforço que o astronauta fará para carregar a caixa na Lua será menor do que na Terra. Isso ocorre devido às diferenças na aceleração da gravidade entre a Lua e a Terra.
Na Lua, a aceleração da gravidade é cerca de 1/6 da aceleração da gravidade na Terra. Portanto, o peso da caixa na Lua será apenas 1/6 do seu peso na Terra, enquanto sua massa permanecerá a mesma.
O esforço necessário para carregar um objeto está diretamente relacionado ao seu peso. Com o peso da caixa sendo menor na Lua, o esforço necessário para carregá-la será reduzido em comparação com a Terra.
Assim, a resposta correta é a opção E) menor que na Terra, já que a massa da caixa permanecerá constante e seu peso diminuirá.