Lista de exercícios resolvidos de física - MCU e Movimento Oblíquo

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LISTA DE FÍSICA -Movimento circular e lançamento
- Prof Mucio
1. O tanque de guerra esquematizado na figura está em movimento retilíneo e
uniforme
para a direita, com velocidade de módulo v. Não há escorregamento das esteiras em
relação ao solo nem das esteiras em relação aos roletes. Os roletes maiores têm raio R e
giram em torno dos respectivos eixos com frequência de 50 rpm.
Os roletes menores, das extremidades, têm raio (2/3)R e também giram em torno dos
respectivos eixos. Sabendo que determinado elo da esteira da figura gasta 1,5 s para
deslocar-se do ponto A até o ponto B e que nesse intervalo de tempo esse elo sofre um
deslocamento de 6,0 m em relação ao solo, calcule:
a) o valor de v, bem como o comprimento L indicado na figura;
b) a frequência de rotação dos roletes menores.
2. O esquema representa um carretel de linha sendo puxado sem escorregamento sobre o
solo plano e horizontal. No instante considerado, o ponto A da linha tem velocidade
horizontal para a direita, de intensidade v.
Determine nesse instante a intensidade da velocidade do ponto C, pertencente ao eixo
longitudinal do carretel, em relação:
a) ao solo;
b) ao ponto A.
3. (AFA-SP) Um operário puxa a extremidade de um cabo que está enrolado num
cilindro. À medida que o operário puxa o cabo, o cilindro vai rolando sem escorregar.
Quando a distância entre o operário e o cilindro for igual a 2,0 m (ver figura abaixo), o
deslocamento do operário em relação ao solo será de:
R- C) 4,0m
4. Um carro trafega a 100 km/h sobre uma rodovia retilínea e horizontal. Na figura, está
representada uma das rodas do carro, na qual estão destacados três pontos: A, B e C.
Desprezando derrapagens, calcule as intensidades das velocidades de A, B e C em
relação à rodoviaAdote nos cálculos Pi=3,14
5. O olho C de um furacão desloca-se em linha reta com velocidade de intensidade vC =
150 km/h em relação à Terra na direçãoSul-Norte, dirigindo-se para o Norte. A massa de
nuvens desse ciclone tropical, contida em um plano horizontal paralelo ao solo, realiza
uma rotação uniforme no sentido horário em torno de C abrangendo uma região
praticamente circular de raio R igual a 100 km, conforme ilustra a figura, em que O1 e
O2 são dois observadores em repouso em relação à superfície terrestre.
Sabendo que a velocidade angular da massa de nuvens é constante e igual a 0,50
rad/h, responda:
a) Qual a intensidade da velocidade dos ventos medida por O1?
b) Qual a intensidade da velocidade dos ventos medida por O2?
c) De que lado (Leste ou Oeste) o furacão tem maior poder de destruição?
6. (MACK-SP) Devido ao movimento de rotação da Terra, uma pessoa sentada sobre a
linha do Equador tem velocidade escalar, em relação ao centro da Terra, igual a:
Adote: Raio equatorial da Terra = 6 300 km e π = 3,14.
7. (UFCE) Um automóvel se desloca em uma estrada horizontal com velocidade
constante de modo tal que os seus pneus rolam sem qualquer deslizamento na pista.
Cada pneu tem diâmetro D = 0,50 m, e um medidor colocado em um deles registra uma
frequência de 840 rpm. A velocidade do automóvel é de:
8. (UFPR) Um ponto em movimento circular uniforme descreve 15 voltas por segundo
em uma circunferência de 8,0 cm de raio. A sua velocidade angular, o seu período e a
sua velocidade linear são, respectivamente:
9. O tacômetro é um equipamento que fica no painel do carro para indicar ao motorista
em tempo real qual é a frequência de rotação do motor. Supondo que um tacômetro esteja
indicando 3000 rpm, determine a velocidade angular de rotação do motor em rad/s.
10. Um eucalipto encontra-se plantado perpendicularmente a uma superfície plana. A
árvore é cortada junto ao chão e leva 4s para deixar a posição vertical e ficar no chão na
posição horizontal. Determine o valor aproximado da velocidade angular média de queda
desse eucalipto.
DADO: π = 3,14
11. (Unicamp) Anemômetros são instrumentos usados para medir a velocidade do vento.
A sua construção mais conhecida é a proposta por Robinson em 1846, que consiste em
um rotor com quatro conchas hemisféricas presas por hastes, conforme figura abaixo. Em
um anemômetro de Robinson ideal, a velocidade do vento é dada pela velocidade linear
das conchas. Um anemômetro em que a distância entre as conchas e o centro de rotação é
r=25 cm, em um dia cuja velocidade do vento é v=18 km/h, teria uma frequência de
rotação de
Se necessário, considere π = 3.
12. (Fuvest) Uma estação espacial foi projetada com formato cilíndrico, de raio R igual
a 100 m, como ilustra a figura abaixo. 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 aceleração gravitacional na superfície da Terra é g = 10 m/s2.
13. Uma roda d’água efetua 8 voltas em 25 segundos. Sabendo que o raio da roda
d’água é de 0,5 m e utilizando π = 3, determine a velocidade linear da roda em m/s.
14. Leia as afirmações a respeito do movimento dos satélites
geoestacionários. I – Todo satélite geoestacionário possui período de rotação
de 86400 segundos;
II – A frequência de rotação de um satélite geoestacionário é de aproximadamente
0,0417 rotações por hora;
III – A velocidade linear de um satélite geoestacionário é determinada em função do raio
da Terra.
Está correto o que se afirma em
a) I e II b) II e III c) I e III d) I, II e III e) Apenas III
15.(Fatec-SP) Em um jogo de futebol, o goleiro, para aproveitar um contra-ataque,
arremessa a bola no sentido do campo adversário. Ela percorre, então, uma trajetória
parabólica, conforme representado na figura, em 4 segundos. Desprezando a resistência
do ar e com base nas informações apresentadas, podemos concluir que os módulos da
velocidade V, de lançamento, e da velocidade VH, na altura máxima, são, em metros por
segundos, iguais a, respectivamente,
Dados: senβ = 0,8; cosβ = 0,6.
16. (Uefs-BA) Em um planeta X, uma pessoa descobre que pode pular uma distância
horizontal máxima de 20,0 m se sua velocidade escalar inicial for de 4,0 m/s. Nessas
condições, a aceleração de queda livre no planeta X, em 10–1 m/s2, é igual a
17.A bala de um canhão, com massa de 15 kg, é lançada com velocidade de 1080 km/h.
Determine o alcance horizontal máximo do projétil para o caso de o ângulo formado
entre o canhão e a horizontal ser de 15°.
Dados: Sen 30° = 0,5
Gravidade = 10 m/s2.
18. Duas pequenas esferas A e B, apoiadas em uma mesa, são interligadas por um fio de
50 cm de comprimento. Por meio de outro fio também de 50 cm, liga-se a esfera A a um
prego P, fincado na mesa. A figura ilustra essa montagem:
As esferas são postas a girar em torno do prego, de modo que A, B e P permanecem
sempre alinhados. Em certo instante, B move-se a 10 m/s. Determine nesse instante:
a) a velocidade escalar angular de A e de B;
b) a velocidade escalar linear de A
19. Uma esfera feita de chumbo rola sobre uma mesa de 80 cm de altura, caindo
dela como indica afigura.
resistência do ar.
Calcule a velocidade da esfera:
a) ao abandonar a mesa;
b) ao se chocar com o chão.
20. O canhão da figura dispara um projétil com velocidade inicial de módulo igual a v0,
atingindo um alvo estacionário situado em P:
Desprezando a influência do ar e supondo g = 10m/s2, calcule:
a) O valor de v0;
b) diga se, ao atingir o alvo, o projétil está em movimento ascendente ou descendente.
21. Temos, na figura a seguir, duas polias A e B de raio RA =5cm e RB=20 cm A polia A
gira com frequência igual a 1 200 Hz, acionada por um motor. A polia B também gira,
acionada pela polia A por meio do contato entre elas. Não há escorregamento entre as
polias na região de contato. a) Determine com que frequência a polia B gira. b) a
velocidade linear de um ponto qualquer da correia. (Use 3,1.)
22. As pás de um ventilador rotam com velocidade angular constante w. Compare os
períodos (T), as frequências (f), as velocidades escalaresangu- lares (0) e as velocidades
escalares lineares (v) dos pontos A e B da pá.
23. A figura representa um acoplamento de três rodas dentadas A, BeC que possuem 40,
10 e 20 dentes respectivamente. Lembrando que os dentes são todos iguais, quantas
voltas dá a roda A enquanto a roda C completa 10?.