Exercícios de Física: Cinemática e Grandezas Físicas

Prévia do material em texto

Colégio Técnico da Universidade Rural
Verificação de aprendizagem Data / /2012
Disciplina: F́ısica Série: 1o ano Turma: Prof:Tadeu
Gabarito
1) Observe a balança mostrada na figura.
a) Qual a maneira adequada de expressar a leitura da balança?
b) Qual o número de algarismos significativos desta leitura?
Solução:
a) m = 2, 30 kg. b) 3 algarismos significativos.
2) Alguns experimentos realizados por virologistas demonstram que um bacteriófago (v́ırus que parasita e se
multiplica no interior de uma bactéria) é capaz de formar 100 novos v́ırus em apenas 30 minutos. Se introdu-
zirmos 1000 bacteriófagos em uma colônia suficientemente grande de bactérias, qual a ordem de grandeza do
número de v́ırus existentes após 2 horas?
Solução:
Um v́ırus produz 100 v́ırus em 30 minutos. Introduzindo 1000 v́ırus em um colônia, nos primeiros 30 mi-
nutos teremos: 1000 × 100 = 100000. Agora a colônia está com 100000 v́ırus, em mais 30 minutos serão
100000× 100 = 10000000, depois de mais 30 min teremos 1000000000 e depois de mais 30 min 100000000000,
ou seja, depois de 2h a colônia terá 1011 v́ırus.
3) Uma galáxia como a Via Láctea, dentre as várias existentes no Universo, pode conter cerca de 200 bilhões
de estrelas. Supondo-se que 0, 05% dessas estrelas tenham um sistema planetário ao seu redor, e entre eles
um planeta semelhante à Terra. Qual a ordem de grandeza do número de “mundos” parecidos com o nosso na
Via Láctea?
Solução:
Número de estrela= 200000000000 = 2× 1011.
2× 1011 100%
x 0, 05%
resolvendo o sistema acima obtemos:
x = 108
4) Uma bola de golfe em M.U. obedece à função horária S = 20− 4t (m,s).
a) Qual a posição inicial e velocidade da bola?
b) Determine a posição no instante 3s.
c) Faça um gráfico da posição em função de tempo.
Solução:
S = 20− 4t
a) S0 = 20m e V = −4m/s.
b) t = 3s, substituindo este valor na equação horária da posição, temos:
S = 20− 4× 3 = 20− 12
S = 8m
c)
5) Ao se passar pelo km 115 de uma rodovia, o motorista lê este anúncio: “Posto de abastecimento e restau-
rante a 12 minutos”. Se esse posto de serviços está localizado no km 130, qual a velocidade prevista para que
se faça esse percurso?
Solução:
∆S = S − S0 = 130km− 115km = 15km
∆ t = 12min = 0, 2h
Vm =
∆S
∆ t
=
15km
0, 2h
Vm = 75km/h ou Vm ∼= 20, 8m/s
6) Um véıculo é submetido a testes de desempenho em um autódromo. No instante t1 = 12 s, sua velocidade
escalar é v1 = 54 km/h e, no instante t2 = 20 s, v2 = 198 km/h. Qual é a aceleração escalar média, em m/s
2
do véıculo no referido intervalo de tempo?
Solução:
v1 = 54 km/h = 15m/s
v2 = 198 km/h = 55m/s
t1 = 12s
t2 = 20s
am =
∆V
∆ t
=
V − V0
t− t0
am =
55− 15
20− 12
=
40
8
am = 5m/s
2
7) Dois carros movem-se com velocidades constantes em uma pista longa e retiĺınea, indo no mesmo sentido.
O automóvel que está atrás desenvolve uma velocidade constante de 15 m/s e o outro, de 11 m/s. Em
determinado instante, a distância que os separa é igual a 860 m. A partir desse momento, que distância o
carro de trás precisará perfazer para alcançar o outro?
Solução:
Equação horária do carro 1: S1 = 15t.
Equação horária do carro 2: S2 = 860 + 11t.
Como o carro 1 partiu da origem (S0 = 0), basta encontrar a posição de encontro para descobrir o seu
deslocamento. Eles se encontram quando:
S1 = S2
15t = 860 + 11t ⇒ 15t− 11t = 860 ⇒ 4t = 860
t =
860
4
= 215s
Substituindo o tempo na equação horária do carro 1,
S1 = 15t ⇒ S1 = 15× 215 = 3225m
8) Um motorista de um automóvel percorre a distância de 600 km entre duas cidades. Nos primeiros 300
km da viagem, ele mantém a velocidade escalar média de 120 km/h, fazendo em seguida, uma parada de
30 minutos. Prossegue a viagem gastando mais 3,0 horas para completá-la. Determine a velocidade escalar
média do automóvel, no percurso todo, em km/h.
Solução:
V =
∆S
∆ t
⇒ ∆ t = ∆S
V
Primeiro vamos encontrar o tempo gasto na primeira parte da viagem.
∆ t =
∆S
V
=
300km
120km/h
= 2, 5h
A distância entre as duas cidades é de 600km e o tempo total gasto na viagem foi ∆ ttotal = 2, 5h+0, 5h+3h =
6h.
vm =
∆S
∆ t
=
600
6
= 100km/h
Questão extra) Uma part́ıcula desloca-se de um ponto A a um ponto B em linha reta. Na primeira terça
parte do percurso, sua velocidade escalar média vale V1; na segunda terça parte, vale V2, e na terceira, V3.
Determine a velocidade escalar média no percurso total de A até B.
Solução:
velocidade média =
distância percorrida
tempo total
Na figura abaixo observamos que ∆S = 3d. Agora temos que encontrar o tempo total.
No primeiro trecho temos:
∆ t1 =
d
V1
No segundo trecho temos:
∆ t2 =
d
V2
No terceiro trecho temos:
∆ t3 =
d
V3
Tempo total,
∆ t = ∆ t1 + ∆ t2 + ∆ t3
∆ t =
d
V1
+
d
V3
+
d
V3
=
d(V1 + V2 + V3)
V1V2V3
Então,
Vm =
∆S
∆ t
=
3d
d(V1+V2+V3)
V1V2V3
Vm =
3V1V2V3
V1 + V2 + V3