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137FÍSICA 1. Um exemplo para você entender a neces sidade da ideia de função Admita que você queira calcular o custo de uma corrida de táxi ao se percorrer uma certa distância. Para tanto, você é informado de que a “bandeirada” custa R$ 4,00 e, para cada quilômetro rodado, o preço adicional é de R$ 1,50. Vamos chamar de y o preço total da corrida (em reais) e de x a distância percorrida pelo táxi (em km) no percurso reali zado. Devemos encontrar uma igualdade matemática que nos permita, para cada valor da distância x, calcular o respectivo valor do custo y. Dizemos então que y será uma função de x, isto é, para cada valor da distância x, existe, em correspon - dência, um único valor do custo y. A expressão matemática que relaciona y e x, no exem plo mencionado, será: y = 4,00 + 1,50x em que x é a distância percorrida medida em quilôme - tros (km) e y é o preço da corrida calculado em reais. Exemplificando 1) Se o percurso do carro for de 4km, teremos: x = 4km ⇒ y = 4,00 + 1,50 . 4 (em reais) y = 4,00 + 6,00 (reais) ⇒ 2) Se o percurso do carro for de 10km, teremos: x = 10km ⇒ y = 4,00 + 1,50 . 10 (em reais) y = 4,00 + 15,00 (reais) ⇒ y = 19,00 reais y = 10,00 reais Módulos 1 – Conceito de função 2 – Como representar uma função em um gráfico 3 – Proporcionalidade entre duas grandezas 4 – Trigonometria no triângulo retângulo 5 – O que é uma grandeza física vetorial? 6 – Introdução à Física 7 – Fundamentos da Cinemática I 8 – Fundamentos da Cinemática II 9 – Fundamentos da Cinemática III 10 – Velocidade escalar média 11 – Velocidade escalar instantânea 12 – Aceleração escalar 13 – Classificação dos movimentos 14 – Movimento uniforme I 15 – Movimento uniforme II 16 – Movimento uniforme III 1 Palavra-chave: Conceito de função • Função FÍSICA: CINEMÁTICA C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 137 138 FÍSICA 2. Generalizando o conceito de fun ção Imagine dois conjuntos, A e B. Vamos indicar pela letra x um elemento pertencente ao conjunto A e pela letra y um elemento pertencente ao con - junto B. Em linguagem matemática, escrevemos: x ∈ A (x pertence ao conjunto A) y ∈ B (y pertence ao conjunto B) O símbolo ∈ significa pertence. Por um critério bem determinado (expressão ma te - mática), vamos associar a cada valor de x um único valor de y. Por exemplo: o critério a ser adotado (expressão ma - temá tica) é y = x2, em que x e y são números inteiros. Para x = 1, temos y = 12 = 1 Para x = 2, temos y = 22 = 4 Para x = 3, temos y = 32 = 9 ... Dizemos então que y é função de x e represen ta mos y = f(x). � Sabe-se que a posição S varia com o tem - po t para o movimento de um carro con forme a relação S = A + Bt Os valores de t e S são dados pela tabela Determine a) os valores de A e B; b) o valor de S para t = 0,5h; c) o valor de t para S = 80km. Resolução a) t1 = 1,0h ⇔ S1 = 140km S = A + Bt ⇒ 140 = A + B . 1,0(1) t2 = 2,0h ⇔ S2 = 220km S = A + Bt ⇒ 220 = A + B 2,0 (2) Fazendo-se (2) – (1), vem: 220 – 140 = B Em (1): 140 = A + 80 . 1,0 A = 140 – 80 ⇒ A é medido em km e B é medido em km/h b) S = 60 + 80t t3 = 0,5h ⇒ S3 = 60 + 80 . 0,5 (km) S3 = 60 + 40 (km) ⇒ c) S = 60 + 80t S4 = 80km ⇒ 80 = 60 + 80t4 80 – 60 = 80t4 20 = 80t4 t4 = (h) Respostas: a) A = 60km e B = 80km/h b) 100km c) 0,25h � (UFRG-MODELO ENEM) – A velocidade máxima do vento no furacão Irma em setem - bro/2017 chegou a 346km/h, o que o classifica como um furacão de categoria 5. Segundo um modelo teórico desenvolvido no MIT (Massachuttes Institute of Thecnology), um furacão pode ser tratado como uma má - quina de calor de Carnot. A tempestade extrai calor do oceano tropical quente (água como fonte de calor) e converte parte do calor em energia cinética (vento). Nesse modelo, a velocidade máxima Vmáx pode ser obtida da função Vmáx = E Nessa função, Toce e Tatm são, respecti va men - te, a temperatura da superfície do oceano e a temperatura no nível do topo da nuvem a cerca de 12 a 18km, ambas em K, e E corres ponde ao calor transferido do oceano para a atmos - fera, por unidade de massa, medido em J/kg. Qual a situação citada a seguir resulta em aumento de Vmáx? a) Diminuição da temperatura da superfície do oceano. b) Diminuição de E. c) Aumento da temperatura da atmosfera. d) Redução na diferença de temperatura entre o oceano e a atmosfera. e) Aumento da temperatura do oceano. Resolução Vmáx = E Para aumentarmos Vmáx devemos: 1) Aumentar Toce 2) Diminuir Tatm 3) Aumentar E Resposta: E � (MEDICINA ALBERT EINSTEIN-MODELO ENEM) TRANSPLANTE (ENXERTO) DE PELE No fim da década de 1920, iniciou-se uma técnica que revolucionou a medicina: o trans - plante (enxerto) de pele, o maior órgão hu - mano, utilizado para cobrir partes do corpo que perderam substância cutânea devido a lesões, queimaduras, feridas cirúrgicas ou câncer de pele. t(h) 1,0 2,0 S(km) 140 220 B = 80 A = 60 S3 = 100km 20 ––– 80 t4 = 0,25h Toce�–––– – 1�Tatm Toce – Tatm�––––––––––�Tatm A posição do corredor é uma função do tempo. As po - sições estão intercaladas em intervalos de tempo iguais e, como as distâncias entre posições suces sivas estão aumentando, dize mos que o deslo camento do atleta é uma função crescente do tempo e a rapidez de seu movimento está au men tando. Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 138 139FÍSICA http://revistavivasaude.uol.com.br/clinica- geral/comofunciona-a-cirurgia-de-enxerto-de- pele/706/# A doação de pele é feita mediante autorização familiar após a morte encefálica ou parada car - dior respiratória do doador. Geralmente a por - ção de pele retirada é oriunda de áreas bas - tante escondidas do corpo que não provocam deformidades. A pele doada pode ser arma - zenada por até dois anos, desde que conser - vada em glicerol. A cirurgia de enxerto de pele consiste em um pedaço de pele retirado de uma área (doadora) e transferida à outra (receptora). A retirada do enxerto pode ser feita, entre outras maneiras, com o uso do Dermátomo Elétrico, nome dado ao equipamento para corte da pele a ser utilizada em um transplante. O Dermátomo elétrico D80 (figura a seguir) foi desen volvido para uso geral. Ele efetua cortes com uma largura máxima de 80mm e que pode ser reduzida para 65, 50 e 35 por meio de gram pos de redução de largura. O aparelho conta com uma poderosa bateria de Li-Ion de 2400mAh podendo ser utilizada por 75 minu - tos, em média, sem parar. https://www.efe.com.br/produtos/dermatomo- eletrico-d-80 A espessura do enxerto é variável e ajustada por meio de uma alavanca. A alavanca é fixada em posições corres pondentes com incremen - tos de espessura de aproxima damente 0,1mm. Na Medicina, estudos Matemáticos, especi - fica mente na Fisiologia, especialistas desen vol - veram equações (fórmulas) matemáticas res - ponsáveis por determinar a área da superfície do corpo humano. O Dr. Mosteller de sen volveu uma fórmula prática para determinar a área da superfície do corpo de uma pessoa: ASh = Sendo ASh a área da superfície, em m 2, do cor - po humano; H sua altura em centímetros e M a sua massa em kg. Admita que um homem adulto medindo 1,80m de altura e com 80kg sofra uma queimadura de 3.o grau em 20% de seu corpo e que necessite de um transplante (enxerto) de pele em toda a extensão da queimadura. Qual será a área, em m2, transplantada? a) 0,40 b) 0,50 c) 0,60 d) 0,80 e) 2,0 Resolução 1) ASh = (m 2) 2) At = 0,20ASh = 0,40m 2 Resposta: A � (PISA-MODELO ENEM) – O processo mais rigoroso para determinar a frequência cardíaca máxima (número máximo de batimen - tos por minuto) é realizar um teste de esforço. Mas, pela fórmula indicada, qual quer pessoa pode estimar a sua fre quência cardíaca máxima (FCMáx) a partir da sua idade: FCMáx = 220 – Idade Quando realizamos esforço físico, para não termos dores (mus cu lares e/ou articulares) nem problemas cardíacos, a fre quên cia cardíaca não deve ultrapassar 85% da nossa FCMáx. Para um jovem de 20 anos participandode um jogo de futebol, para não ter problemas car día - cos nem dores musculares ou ar ti cu lares, sua frequência cardíaca não deve ultra passar, em ba timentos por minuto: a) 160 b) 170 c) 200 d) 220 e) 240 Resolução 1) Para um jovem de 20 anos, a FCMáx é dada por: FCMáx = 220 – idade FCMáx = 220 – 20 (batimentos/min) 2) A frequência cardíaca não deve ultrapassar 85% da fre quên cia máxima. Para obtermos 85% de um valor, basta multi pli cá-lo por 0,85. FC = 0,85 FCMáx FC = 0,85 . 200 (batimentos/min) Resposta: B � (PISA-MODELO ENEM) – Não é possível determinarmos exata mente a área A da super - fície corporal de uma pessoa; no en tan to, é neces sário conhecer o seu valor aproximado para proceder a alguns tratamentos médicos. Vários cientistas têm desenvolvido fórmulas, mais ou menos simples, para calcular um valor aproximado dessa área. Uma das fórmulas é a seguinte: em que h é a altura da pessoa medida em centímetros; m é a massa da pessoa medida em quilogra - mas; A é a área da superfície do corpo medida em m2. Considere uma pessoa de massa m = 80kg com altura h = 1,8m. A área da superfície corporal desta pessoa será de: a) 1,0m2 b) 1,5m2 c) 2,0m2 d) 2,5m2 e) 3,0m2 Resolução A2 = (m4) A2 = 4,0 (m4) Resposta: C 80 . 180 –––––––– 3600 A = 2,0m2 FC = 170 batimentos/min m . h A2 = ––––––– 3600 FCMáx = 200 batimentos/min H (cm) x M (kg) ––––––––––––––– 3600 180 . 80 ––––––––– 3600 ASh = 2,0m 2 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 139 140 FÍSICA � Dada a função s = 2t + 1, complete a tabela a seguir: RESOLUÇÃO: Para t = 0: s = 2 . 0 + 1 ⇒ s = 1 t = 1: s = 2 . 1 + 1 ⇒ s = 3 t = 2: s = 2 . 2 + 1 ⇒ s = 5 Se s = 11: 11 = 2t + 1 ⇒ t = 5 Se s = 17: 17 = 2t + 1 ⇒ t = 8 � Dada a função s = 3t2 + 2t, complete a tabela a seguir: RESOLUÇÃO: Por substituição da variável t, a partir da função dada, obtemos: Se t = 0 : s = 0 para t = 1 : s = 5 quando t = 2 : s = 16 Se t = 3 : s = 33 � (MODELO ENEM) – No trânsito, em ruas e estradas, é acon selhável os moto ristas manterem entre os veículos um distan cia mento de segu rança. Esta separação assegura, folgadamente, o espaço ne ces sário para que se possa, na maioria dos casos, parar sem risco de colidir com o veículo que se encontra à frente. Pode-se calcular esse distanciamento de segurança mediante a se guinte regra prática: distanciamento (em m) = � � 2 Em comparação com o distanciamento necessário para um automóvel que anda a 70km/h, o distan ciamento de segurança de um automóvel que trafega a 100km/h aumenta, aproxima - da mente, a) 30% b) 42% c) 50% d) 80% e) 100% RESOLUÇÃO: d1 = d2 = = � � 2 = � � 2 = � 2 d2 � 2d1 Quando o valor duplica, o aumento percentual é de 100%. Resposta: E t s 0 1 2 11 17 t s 0 1 2 3 velocidade (em km/h) ––––––––––––––––––– 10 V 2 1–––– 100 V 2 2–––– 100 d2 –––– d1 V2 –––– V1 100 –––– 70 100 –––– 49 Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 140 141FÍSICA 1. Coordenadas cartesianas Uma reta com um ponto escolhido como origem O e com uma orientação positiva é denominada eixo. Consideremos dois eixos perpendiculares entre si, Ox e Oy, com a mesma origem O. O eixo Ox é chamado eixo das abscissas e o eixo Oy é chamado eixo das ordenadas. Este conjunto de eixos perpendiculares é chamado siste ma de coordenadas cartesianas. Para localizarmos um ponto P1, no sistema de coor - de na das cartesianas, devemos conhecer o valor de suas coor denadas cartesianas: a abscissa x1 e a ordenada y1. Dizemos que a posição do ponto P1 fica definida pelas coordenadas cartesianas x1 e y1 e escrevemos: 2. Função do 1.º grau No estudo da Física, é comum encontrarmos gran - dezas que se relacionam entre si por uma função bas - tante simples que é chamada função do 1.o grau. Se in di - carmos uma das gran dezas por y e a outra por x, a função y = f(x) será do 1.o grau se for tipo: em que a e b são constantes chamadas coeficientes ou pa râ metros e o valor de a deve ser diferente de zero (a ≠ 0). O parâmetro b pode ser zero ou não. Quando b = 0, a função do 1.o grau assume a forma: e passa a ser chamada função proporcional. 3. Representação gráfica da função do 1.º grau Quando a função y = f(x) é do 1.o grau e repre senta - mos os valores de x e y em um sistema cartesiano, os pontos obtidos estarão alinhados, caracterizando que: Exemplificando Considere a função: y = 2x + 2 Para obtermos uma reta, precisamos apenas de dois pontos arbitrários: P1: x1 = 0 ⇒ y1 = 2 . 0 + 2 ⇒ y1 = 2 P2: x1 = 1 ⇒ y1 = 2 . 1 + 2 ⇒ y1 = 4 Portanto: P1 � (0; 2) e P2 � (1;4) O gráfico de uma função do 1.o grau é uma reta não paralela aos eixos cartesianos. y = ax y = ax + b P1 � (x1; y1) 2 Palavras-chave:Como representar uma função em um gráfico • Função do 1.o grau • Gráfico cartesiano C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 141 142 FÍSICA 4. Coeficientes da função do 1.º grau Seja a função do 1.o grau: y = ax + b A constante b é chamada coeficiente linear da reta e indica a ordenada y do ponto onde a reta encontra o eixo das ordenadas Oy. A constante a é chamada coe ficiente angular ou declividade da reta e indica se a reta é crescente (a � 0) ou decrescente (a � 0). � A velocidade V de um carro de corrida varia com o tempo t se gundo uma relação do tipo: V = 20 + 4t t é medido em segundos e V é medido em m/s. Esta relação é válida para t variando entre 0 e 10s. Calcule a a velocidade do carro nos instantes t1 = 0 e t2 = 10s; b) construa o gráfico da função V = f(t) no referido intervalo de tempo. Resolução a) t1 = 0 ⇒ V1 = 20 + 4 . 0 (m/s) t2 = 10s ⇒ V2 = 20 + 4 . 10 (m/s) b) � (UEPA-MODELO ENEM) – No mês de se - tembro, acon te ceu em todo o Brasil a Semana do Trânsito. Levantamentos di ver sos foram apre sentados à sociedade. Os números do trân sito são alarmantes. De 1980 a 2000 foram registradas mais de 600 000 mortes no trân - sito, devido a ruas malcon ser va das, sina liza - ções de fi cientes e motoristas embria gados. Preocu pa do com os constantes proble mas, um téc nico do Detran fez uma verificação em um semáforo de um cru za men to de vias. Após contar várias vezes a quantidade de veículos que atraves sa ram o cruzamento com o sinal aberto, regis trou esses dados no gráfico a seguir: Com base no gráfico, é correto afirmar que a) nos 10 primeiros segundos, 12 carros atra - vessaram o sinal. b) nos 20 primeiros segundos, 12 carros atra - vessaram o sinal. c) nos 30 primeiros segundos, 24 carros atra - vessaram o sinal. d) nos 30 primeiros segundos, 34 carros atra - vessaram o sinal. e) até o sinal fechar, 34 carros haviam atra - vessado o sinal. V1 = 20m/s V2 = 60m/s t2 = 10s V2 = 60m/s t1 = 0 V1 = 20m/s Na tela do monitor de ví deo de um com pu tador, os eixos carte sianos Ox e Oy são orien - tados da for ma indicada. A reta in di ca da tem por equa ção: y = –0,5x + 50 Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 142 143FÍSICA Resolução Nos 10s iniciais: 10 carros Nos 20s iniciais: 10 + 12 = 22 carros Nos 30s iniciais: 10 + 12 + 12 = 34 carros Nos 40s iniciais: 10 + 12 + 12 + 2 = 36 carros Resposta: D � (CESGRANRIO-MODELO ENEM) – A nova lei de trânsito, datada de junho de 2008, foi batizada de Lei Seca, por au mentar a vigilância na condução de veículos. Assim, o Art. 306 da referida lei torna crime: “conduzir veículo automotor, na via pública, estando com concentração de álcool por litro de sangue igual ou superior a 6 (seis) decigramas, ou sob a influência de qualquer outra substância psicoativa que determine dependência”. Um homem de 70kg vai a um bar à noite e, entre 20 e 22h, consome uma dose de uísque e dois copos de chope. O gráfico abaixo repre sen - ta a quantidade de álcool no sangue desse indivíduo (em dg/�) ao longo das horas do dia, e a tabela apresenta informações sobre os sintomas de intoxicação por álcool com a correspondente quantidade de álcool no sangue (g/�). Esses sintomasvariam de indivíduo para indivíduo. O homem citado estará, possivelmente, com descoordenação motora, e novamente sóbrio para dirigir, respectivamente, a partir de a) 19h e 2h. b) 20h e 4h. c) 22h e 6h. d) 23h e 7h. e) 0h e 8h. Resolução 1) De acordo com a tabela, na coluna de sin tomas, na 3.a linha, encon - tramos descoor denação motora, que corres ponde na 1.a coluna a uma taxa de etanol no sangue de 1,0 a 2,4g/� ou ainda 10 a 24 dg/�, em que dg significa decigrama. No gráfico dado, para 10 dg/�, o ho - rário correspondente é o intervalo entre 20h e 0,5h (da manhã), aproximadamente. 2) De acordo com a tabela, na coluna estágio (1.a linha), encon tra mos sobriedade, que corresponde na 1.a coluna a uma taxa de etanol no sangue de 0,1 a 0,4 g/� ou ainda de 1 a 4 dg/�. No gráfico dado, abai xo de 4 dg/�, temos um horário entre 19h e 19h e 30 min ou então após 4h da manhã. Resposta: B Etanol no sangue (g/�) Estágio Sintomas 0,1 a 0,4 Sobriedade Nenhuma influência aparente. 0,5 a 0,9 Euforia Perda de eficiência, di minuição da aten ção, do julgamento e do co n tro le. 1,0 a 2,4 Excitação Instabilidade das emo ções, des coor - denação motora. Menor inibição. Per da do jul ga mento crí ti co. 2,5 a 3,0 Confusão Vertigens, desequi lí brio, difi cul da de na fala e distúrbios da sen sa ção. 3,1 a 4,0 Estupor Apatia e inércia ge ral. Vômitos, incon - tinência urinária e fecal. 4,1 a 5,0 Coma Inconsciência, anes te sia. Morte. Acima de 5,0 Morte Parada respiratória. � Dar as coor de na das cartesianas dos pontos indi ca dos no gráfico. A ( ; ) B ( ; ) C ( ; ) F ( ; ) G ( ; ) H ( ; ) RESOLUÇÃO: A (5; 0) B (8; 5) C (2; 4) F (– 4; 0) G (0; –5) H (4; –4) � Localize, no gráfico, os pontos cujas coorde nadas car te - sianas são indica das a seguir, medidas em cen tímetros. A (0; 2) B (0; –2) C (2; 2) D (–2; 3) E (–2; –1) Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 143 144 FÍSICA RESOLUÇÃO: Nas questões � e �, construa os gráficos das fun ções in - dica das, utilizando os eixos cartesianos Ox e Oy das figuras. � y = 2x � y = x + 2 � Para corpos homogêneos, maciços e feitos do mesmo ma - terial, a massa m, medida em quilogramas, varia com o respectivo volume V, medido em m3, de acordo com o gráfico representado a seguir: A densidade do corpo µ é definida como a razão entre a sua massa e o seu volume. Com base no gráfico e em seus conhecimentos, podemos afirmar que: a) a densidade do corpo vale 0,50kg/m3. b) a função que relaciona a massa com o volume, nas unidades apresentadas, é: m = 0,50V. c) se o volume for de 2,0m3, a respectiva massa valerá 4,0kg. d) se a massa for igual a 8,0kg, o volume valerá 3,0 m3. e) a densidade pode ser medida pelo coeficiente linear da reta. RESOLUÇÃO: a) Falsa. A densidade µ é dada por: µ = = = 2,0 b) Falsa. A função m = f(V) é dada por: m = µV = 2,0V para m em kg e V em m3. c) Verdadeira. Para V = 2,0m3, temos: m = 2,0 . 2,0 (kg) ⇒ d) Falsa. Para m = 8,0kg, temos: 8,0 = 2,0V ⇒ e) Falsa. O coeficiente linear da reta é nulo e o coeficiente angular é uma medida da densidade. Resposta: C m –– V 10,0kg ––––––– 5,0m3 kg –––– m3 m = 4,0kg V = 4,0m3 x y 0 2 2 4 x y 0 0 3 6 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 144 145FÍSICA 1. Proporção direta Imaginemos duas grandezas que estejam relaciona - das de tal maneira que, dobrando-se o valor de uma de - las, o va lor da outra também dobra; triplicando-se a pri - meira, a ou tra tam bém fica multiplicada por três, redu zin - do-se uma à metade, a outra também se reduz à meta - de; dividindo-se uma por três, a outra também fica dividi - da por três e assim por diante. Nesse caso, dizemos que existe entre essas duas gran dezas uma proporção direta ou que uma delas é propor cional (ou diretamente proporcional) à outra. Chamando uma das grandezas de y e a outra de x, escre vemos: k é uma constante diferente de zero. As expressões y é proporcional a x e y é dire - tamente proporcional a x são equivalentes. Exemplo Podemos relacionar matematicamente essas gran- dezas pe la expressão: = k (constante não nula). No caso, a constante k = (razão entre a mas - sa e o volume) recebe o nome de densidade da água. 2. Proporção inversa Imaginemos que um carro em uma primeira viagem entre duas cidades, A e B, tem uma velocidade média de 50km/h e faz o trajeto em um intervalo de tempo de 6h. Se o carro fizer uma segunda viagem entre as cida des A e B com uma velocidade média de 100km/h, o tempo gasto na viagem será de 3h. Se o carro fizer uma terceira viagem entre as cidades A e B com uma ve loci dade média de 150km/h, o tempo gasto na viagem será de 2h. V1 = 50km/h ⇔ T1 = 6h V2 = 100km/h ⇔ T2 = 3h V3 = 150km/h ⇔ T3 = 2h Nesse caso, dizemos que existe entre a velo cidade média e o tempo gasto na viagem uma proporção inversa ou que a velocidade média é inversa mente proporcional ao tempo gasto. Podemos então escrever: k é uma constante não nula. No caso, a constante k = Vm . T (pro duto da ve - locidade média pelo tempo) corresponde à distância per - corrida pelo carro entre as cidades A e B. k Vm = ––– T m ––– V m ––– V V2 = 2 litros de água � m2 = 2 quilogramas de água V1 = 1 litro de água � m1 = 1 quilograma de água y = kx (MODELO ENEM) – Texto para as ques tões � e �. Considere esferas maciças feitas de mesmo material (mes ma densidade), porém com raios diferentes e, portanto, massas e volumes dife - rentes. O gráfico a seguir representa as massas dessas esferas em função de seus volumes. Qual o valor da densidade do material das esferas, qual é a razão entre sua massa e seu volume? a) 1,0 . 103 kg/m3 b) 2,0 . 103 kg/m3 c) 3,0 . 103 kg/m3 d) 4,0 . 103 kg/m3 e) 5,0 . 103 kg/m3 Resolução A densidade µ é dada por: µ = = Resposta: B � Quais os valores de m1 e V2 indicados no gráfico, em uni dades do SI? a) m1 = 2,0 e V2 = 3,0 b) m1 = 2,0 e V2 = 4,0 c) m1 = 3,0 e V2 = 3,0 d) m1 = 3,0 e V2 = 4,0 e) m1 = 2,5 e V2 = 5,0 Resolução 1) Para V1 = 1,0m 3, temos: µ = ⇒ m1 = µ . V1 m1 = 2,0 . 10 3 . 1,0m3 2) Para m2 = 6,0 . 10 3 kg, temos: µ = ⇒ V2 = m1 = 2,0 . 10 3 kg kg ––– m3 m1––– V1 µ = 2,0 . 103 kg/m3 4,0 . 103 kg ––––––––––– 2,0m3 m ––– v m2 ––– µ m2 ––– V2 Exercícios Resolvidos 3 Palavras-chave:Proporcionalidade entre duas grandezas • Inversamente proporcional • Diretamente proporcional C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 145 146 FÍSICA � (UERJ-MODELO ENEM) – A definição apresentada pela personagem não está correta, pois, de fato, duas grandezas são inversa mente proporcionais quando, ao se multiplicar o valor de uma delas por um número positivo, o valor da outra é dividido por esse mesmo número. Admita que a nota em matemática e a altura da personagem da tirinha sejam duas grandezas, x e y, inversamente proporcio nais. A relação entre x e y pode ser representada por: a) y = b) y = c) y = d) y = e) y = RESOLUÇÃO: A função inversamente proporcional é do tipo: k = constante Resposta: B 3 ––– x2 5 ––– x 2 ––––– x + 1 k y = ––– x 2x + 4 ––––––– 3 4 ––––– x – 1 V2 = (m 3) Resposta: A � Um carro vai de uma cidade A até uma cidade B percor rendo uma distância d. Sendo V a velocidade escalar média nesta viagem, o tempo gasto T é dado pela relação: a) Qual a relação que existe entre os valores de T e de Vm? b) Sabendo-se que quando Vm = 80km/h o valor de T é 1,5h, determine o valor de d. c) Calcule o valor de Vm quando T = 1,0h. d) Calcule o valor de T quando Vm = 100km/h. e) Esboce o gráfico de Vm em função de T. Resolução a) Como d é constante, então T e Vm são inversamente propor cionais. b) Vm = 80km/h e T = 1,5h d = Vm . T = 80 . 1,5h ⇒ c) Para d = 120km e T = 1,0h, temos: d) Para d = 120km e Vm = 100km/h, temos: T = = h T = 1,2h T = 1,0h +0,2h T = 1,0h + 0,2 . 60 min e) T = 1,0h + 12 min 120 –––– 100 d ––– Vm d km Vm = ––– 120 –––– T h d = 120km km ––– h d T = –––––– Vm V2 = 3,0m 3 6,0 . 103 –––––––––2,0 . 103 Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 146 147FÍSICA � – Uma mãe recorreu à bula para verificar a do - sagem de um remédio que precisava dar a seu filho. Na bula, reco mendava-se a seguinte do - sa gem: 5 gotas para cada 2kg de massa corporal a cada 8 ho - ras. Se a mãe ministrou corretamente 30 gotas do remédio a seu filho a cada 8 horas, então a massa corporal dele é de a) 12kg b) 16kg c) 24kg d) 36kg e) 75kg RESOLUÇÃO: Proporcionalidade direta: 2kg …… 5 gotas m …… 30 gotas m = (kg) Resposta: A � (UEAP-MODELO ENEM) – A prática de exercícios físicos tornou-se uma rotina comum e saudável na sociedade moderna, ainda que muitas pessoas gastem energia nos locais de trabalho e em atividades da vida diária. Associada a essa prática, desenvolvida principalmente nas academias, intensifi - cou-se o consumo do açaí como bebida energética, uma vez que cada 100 gramas de polpa possui cerca de 250 calorias. A estimativa da energia consumida durante uma caminhada é feita considerando-se a velocidade empregada, a distância e a massa do indivíduo. A uma velocidade com módulo entre 50 e 100 metros por minuto, ou de 3 a 6km/h, deverá ocorrer uma demanda energética de, aproximadamente, 0,6 caloria por quilômetro percorrido por quilograma de massa corporal. Matematicamente, o cálculo é o seguinte: E = energia consumida em calorias d = distância percorrida em km m = massa da pessoa em kg Considere uma caminhada de 5km feita por uma pessoa de 60kg, com velocidade de módulo 5km/h. Para suprir a energia gasta, que quantidade de açaí essa pessoa precisará ingerir, aproximadamente? a) 100g b) 93g c) 87g d) 72g e) 64g RESOLUÇÃO: E = 0,6 . 5 . 60 (cal) = 180 cal Proporcionalidade direta: 100g ……… 250 cal m ……… 180 cal Resposta: D � – A resistência mecânica S de uma viga de ma - deira, em forma de um paralelepípedo retân - gulo, é diretamente proporcional à largura (b) e ao quadrado de sua altura (d) e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os suportes da viga, que coincide com seu compri mento (x), conforme ilustra a figura. A constan - te de proporcionalidade k é chamada de resistência específica da viga. A expressão que traduz a resistência S dessa viga de ma deira é: a) S = b) S = c) S = d) S = e) S = RESOLUÇÃO Seja S a resistência mecânica da viga e k a sua cons tante de pro - porcionalidade. Como S é diretamente pro porcional a b, dire - tamente proporcional ao quadrado de d e inversamente pro por - cional ao quadrado de x, temos: S = Resposta: A E = 0,6 . d. m m = 72g k . b . d2 –––––––– x2 k . b . d ––––––– x2 k . b . d2 –––––––– x k . b2 . d –––––––– x k . b . 2d –––––––– 2x k . b . d2 ––––––––– x2 2 . 30 –––––– 5 m = 12kg C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 147 148 FÍSICA � Um atleta, treinando para a corrida de São Sil vestre, faz uma série de percursos retilíneos conforme des crito a seguir: 1) 8,0km para leste 2) 3,0km para norte 3) 4,0km para oeste Determine a) a distância total que o atleta percorreu; b) a distância entre sua posição inicial e sua posição final. Resolução a) A distância total percorrida é dada por: D = AB + BC + CD D = 8,0km + 3,0km + 4,0km b) A distância entre a posição inicial A e a posição final D é dada pela aplicação do Teorema de Pitágoras. d2 = (AE)2 + (ED)2 d2 = (4,0)2 + (3,0)2 (km)2 d2 = 16,0 + 9,0 (km)2 d2 = 25,0 (km)2 Respostas: a) 15,0km b) 5,0km D = 15,0km d = 5,0km 1. Grandezas trigonométricas: seno; cosseno; tangente Consideremos o triângulo retângulo ABC da figura: Para o ângulo � da figura, o cateto oposto é o lado AB = c e o cateto adjacente é o lado CA = b. O lado BC = a é a hipotenusa. Definem-se para o ângulo � as seguintes funções trigono métricas: 1) 2) 3) Apresentamos a seguir os valores de seno, cosseno e tan gente para os ângulos mais importantes: Observação: Não se define tg 90°. cateto adjacente cosseno de � = ––––––––––––––––– hipotenusa b cos � = —– a cateto oposto tangente de � = ––––––––––––––––– cateto adjacente c tg � = —– b 0° 30° 45° 60° 90° sen 0 1 ––– 2 ��2 –––– 2 ��3 –––– 2 1 cos 1 ��3–––– 2 ��2 –––– 2 1 –––– 2 0 tg 0 ��3–––– 3 1 ��3 – c sen � = —– a cateto oposto seno de � = –––––––––––––––– hipotenusa Teorema de Pitágoras a2 = b2 + c2 4 Palavras-chave:Trigonometria no triângulo retângulo • Triângulo retângulo • Funções trigonométricas Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 27/10/2020 15:16 Página 148 149FÍSICA � (VUNESP-MODELO ENEM) – As cidades S e R estão situadas em uma planície, distando 15km uma da outra pelo solo. Um avião, ao ocupar um ponto A, localizado a 10km de altura em relação a S, inicia os procedimentos de pouso. Após 10 minutos, o avião ocupa um ponto B, localizado a 2km de altura em relação a R, como indica a figura. Sabendo que o trajeto de A para B foi retilíneo, a distância percorrida pela aeronave entre os pontos A e B foi igual a a) 16km. b) 17km. c) 18km. d) 22km. e) 23km. Resolução x2 = (8)2 + (15)2 (km)2 x2 = 64 + 225 (km)2 x2 = 289 (km)2 Resposta: B � (ETEC-SP-MODELO ENEM) – Em um fil - me policial, ao investigar um furto, a polícia téc - nica encontrou uma pegada de sapato de salto alto, conforme mostra a figura a seguir. Para solucionar o caso, no laboratório, os peri - tos fizeram um esquema a partir da pegada do sapato. No esquema, temos que • as retas AB ↔ e ↔ AD são perpendiculares; • o ponto C pertence à reta ↔ AD; • o segmento ––– AB representa o salto alto do sa pato; • o segmento ––– CD representa a parte do sa pa - to onde o antepé se apoia; • a medida do segmento ––– AC é 9,0cm; • a medida do segmento ––– CD é 8,3cm. Admita que os sapatos com as medidas en con - tradas possuem, em geral, salto com 12,0cm e considere a tabela que apresenta a relação entre o comprimento do pé, em centímetros, e o número do sapato. (Disponível em: guia.mercadolivre.com.br/dica-tabela- numeracao-calcadoscentimetros- 66732-VGP. Acesso em: 07. 03. 2013, Adaptado.) Nessas condições, os peritos concluíram que a suspeita usava um sapato de número a) 35 b) 36 c) 37 d) 38 e) 39 Resolução I. Cálculo do comprimento “BC”: (BC)2 = (9,0)2 + (12,0)2 II. O comprimento do pé é dado por: L = BC + CD L = 15,0cm + 8,3cm = 23,3cm III. Da tabela: L = 23,3cm ..... n.o do sapato = 35 Resposta: A Comprimento do pé em (cm) Número do sapato 23,3 35 24,0 36 24,5 37 25,3 38 26,0 39 BC = 15,0cm 10 km 2 km Solo R15 kmS AA BB x = 17km 8 km 15 km x É dado o triângulo retângulo ABC. Resolva as ques tões de � a � . � Aplicando o Teorema de Pitágoras, calcule a hipo te nusa (c). RESOLUÇÃO: c2 = a2 + b2 ⇒ c2 = (3)2 + (4)2 ⇒ c2 = 25 ⇒ c = 5 � Calcule o seno dos ângulos � e �. RESOLUÇÃO: sen � = ⇒ sen � = ⇒ sen � = 0,6 sen � = ⇒ sen � = ⇒ sen � = 0,8 � Calcule o cosseno dos ângulos � e �. RESOLUÇÃO: cos � = ⇒ cos � = ⇒ cos � = 0,8 cos � = ⇒ cos � = ⇒ cos � = 0,6 3 ––– 5 a ––– c 4 ––– 5 b ––– c 4 ––– 5 b ––– c 3 ––– 5 a ––– c Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 149 150 FÍSICA � (ETEC-MODELO ENEM) – Um especialista, ao fazer um levan tamento hidrográfico de uma região marítima, repre sen - tou no plano cartesiano os dados obtidos. Ao terminar a sua tarefa observou que, em particular, as ilhas A, B e C formavam um triângulo conforme a figura. Sabendo-se que as coordenadas dos pontos que representam as ilhas são A(2; 3), B(18; 15) e C(18; 3), pode-se concluir que a tangente do ângulo BÂC é a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: tg � = = Resposta: B � (ETEC-MODELO ENEM) – O passeio em teleférico é uma opção turística em várias cidades do mundo. (tripadvisor.com.br/LocationPhotosg294324-Venezuela.html#18534154 Acesso em: 21.08.2013.) O teleférico mais alto e o segundo mais longo do mundo fica na ci dade de Mérida, Venezuela, unindo a cidade ao Pico Es pejo, cu - jo topo está a uma altura de 4765 metros acima do nível do mar. O teleféricosai da estação de Barinitas, a 1577 metros acima do nível do mar, na cidade de Mérida e, depois de se deslocar 12,5km, atinge o topo do Pico Espejo. Considere que o cabo do teleférico seja completamente esti ca - do e que θ seja o ângulo, com vértice na estação de Bari ni tas, for mado pelo cabo do teleférico e a horizontal, conforme a figura. Nessas condições, o ângulo θ é mais próximo de: a) 11° b) 15° c) 18° d) 22° e) 25° RESOLUÇÃO: H0 = 1577 m Hf = 4765 m �H = Hf – H0 = 3188m �s = 12500m sen � = = sen � = 0,225 Da tabela, o valor mais próximo é 15°. Resposta: B 12 ––– 16 BC ––– AC H ––– �s 3188 –––––– 12500 medida do ângulo seno cosseno tangente 11° 0,191 0,982 0,194 15° 0,259 0,966 0,268 18° 0,309 0,951 0,325 22° 0,375 0,927 0,404 25° 0,423 0,906 0,467 y (km) x (km)0 A B C 3 ––– 5 3 ––– 4 4 ––– 5 5 ––– 4 4 ––– 3 y x0 A B C 2 18 15 3 � tg � = 3 ––– 4 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 150 151FÍSICA 1. Direção e sentido Consideremos duas retas paralelas, (a) e (b). Elas têm a mesma direção. Vamos, agora, orientar quatro retas paralelas, (a), (b), (c) e (d), conforme in dica a figura abaixo. Apesar de possuírem orientações diferentes, con ti - nuam com a mesma dire ção. No entanto, observe mos que: 1.o) a e b têm a mesma orientação e, portanto, têm o mesmo sentido; 2.o) c e d têm a mesma orientação e, portanto, têm o mesmo sentido; 3.o) b e c têm orientações opostas e, portanto, têm sentidos opostos. Isto posto, podemos definir: Assim, falamos em direção vertical e sentido para cima ou para baixo; direção horizontal e sentido para a direita ou para a esquerda. Uma rua reta define uma direção; nesta rua, po de - mos caminhar para um lado ou para o ou tro, isto é, em dois sen tidos. Na figura, os carros A e B pos suem velo cidades de mesma direção (para lela à pis ta), porém com sentidos opostos. Quando dois carros trafegam em uma mesma rua reta, um de encontro ao outro, dizemos que eles se mo - vem na mesma direção, porém, em sentidos opostos. 2. Grandezas físicas escalares e vetoriais As grandezas físicas podem ser classificadas em dois grupos: as grandezas escalares e as grandezas vetoriais (tam bém chamadas de grandezas orientadas ou dirigi das). Uma grandeza é escalar quando tem apenas in - tensidade, isto é, fica perfeita mente definida e carac - terizada pelo seu valor numérico, traduzido por um nú - mero real e uma unidade. São grandezas escalares: comprimento, área, volu - me, tempera tura, den si da de, massa, tempo, energia etc. Assim, quando dizemos que a massa de uma pes - soa vale 50kg, esgotamos o assunto, não cabendo mais nenhuma indagação sobre a massa. Uma grandeza é vetorial quando exige, para sua completa caracterização, além de sua intensidade, tam - bém a sua orientação, isto é, a sua direção e seu sentido. Para caracterizarmos o efeito da aceleração da gravidade, por exemplo, devemos informar qual a sua intensidade, que sua direção é vertical e que seu sentido é dirigido para baixo. O efeito produzido por uma força não depende apenas de sua intensidade, mas também da direção e do sentido em que ela atua. São grandezas vetoriais: deslocamento, velocidade, acele ração, força etc. A grandeza vetorial é indicada por uma pe que na seta colocada em ci ma do símbolo da grandeza: des loca - mento ( → d ), velocidade ( → V ), aceleração (→a ), força ( → F) etc. Direção é a propriedade comum às retas paralelas, isto é, um conjunto de retas paralelas define uma direção. Sentido é a orientação sobre a direção. 5 Palavras-chave:O que é uma grandeza física vetorial? • Escalar • Vetor O tempo é uma grandeza es ca lar, pois fica perfeitamente de finido por um número real e a respectiva uni - dade. A posição de um avião num dado ins - tante pode ser de ter - minada por um vetor. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 151 152 FÍSICA (MODELO ENEM) – Enunciado para as questões � e �. Um carro se move da posição A para a po si ção B, indicadas na figura. Define-se deslocamento do carro → d como sendo um vetor que tem origem na posição inicial e extremidade na posição final. O deslocamento do carro → d tem orien tação mais bem repre sentada pelo segmento: a) ↖ b) c) ← d) ↑ e) ↓ Resolução De acordo com a definição, o deslocamento → d é um vetor de origem em A e extremidade em B: Resposta: E � O deslocamento vetorial → d, entre as posições A e B, tem a) a mesma direção e o mesmo sentido do eixo y. b) a mesma orientação do eixo y. c) sentido perpendicular ao do eixo x. d) a mesma direção e sentido oposto ao eixo y. e) direção perpendicular e o mesmo sentido do eixo x. Resolução O vetor deslo ca men to → d tem a mesma direção e sentido oposto ao do eixo y. O vetor deslocamento → d tem direção perpen - dicular à do eixo x. Só podemos comparar os sentidos em uma mesma direção. Resposta: D � A massa de um corpo é grandeza escalar ou veto rial? Justifique sua resposta. RESOLUÇÃO: Grandeza escalar, pois fica perfeitamente caracterizada por um número real e uma unidade. � A grandeza física força é escalar ou vetorial? Justifique sua resposta. RESOLUÇÃO: Grandeza vetorial, pois, para ser perfeitamente caracte riza da, são necessárias as seguintes informações: módulo, direção e sen tido. Exercícios Propostos Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 152 153FÍSICA � Entre as grandezas indicadas abaixo, assinale aquelas que são vetoriais. a) massa e tempo; b) volume e área; c) força e deslocamento; d) energia potencial e cinética; e) massa e aceleração. Resposta: C � Considere as grandezas físicas: I. Velocidade II. Temperatura III. Deslocamento IV. Força Dessas, a grandeza escalar é: a) I b) II c) III d) IV Resposta: B � (UEL-PR-MODELO ENEM) – Em uma brincadeira de caça ao tesouro, o mapa diz que para chegar ao local onde a arca de ouro está enterrada, deve-se, primeiramente, dar dez passos na direção norte, depois doze passos para a direção leste, em seguida, sete passos para o sul, e finalmente oito passos para oeste. Se um caçador de tesouro caminhasse em linha reta, desde o ponto de partida até o ponto de chegada, quantos passos ele daria? a) 3 b) 4 c) 5 d) 7 e) 10 RESOLUÇÃO: Pelos dados do enunciado, a composição vetorial é dada pela figura a seguir. Em linha reta, o deslocamento que vai do ponto de partida até o ponto de chegada é dado pela figura a seguir. d2 = (3)2 + (4)2 Portanto, um caçador de tesouro, caminhando em linha reta, desde o ponto de partida até o ponto de chegada, daria 5 passos. Resposta: C N O L S N O L S10 8 7 12 10 8 7 12 d � 10 8 7 12 3 4 d d = 5 passos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 153 154 FÍSICA 1. Astrologia: ciência ou crença? (1)Quando um ramo do conhecimento é conside - rado uma ciência? (2)Será que a Física sempre foi uma ciência? (3)Kepler, grande físico e astrônomo, também foi um astrólogo? (4)Ufologia pode ser considerada uma ciência? Quais são as respostas para essas quatro perguntas? (1)Qualquer estudo ou ramo de conhecimento só poderá ser considerado uma ciência se as suas afir ma - ções ou leis pu derem ser verificadas experi mental men - te, isto é, se os estudio sos puderem “inventar” uma experiência capaz de comprovar aquela afirmação ou lei. (2) A Física nem sempre foi uma ciência. A Física de Aristóteles, que prevaleceu antes de Galileu, não era uma ciên cia, pois as afirmações de Aristóteles não eram comprovadas experimentalmente. Quando Einstein apresentou sua teoria da Relatividade, que revolucionou a Física, ela não foi aceita de imediato e Einstein não ga - nhou o prêmio Nobel por ela e uma das razões é que ela foi apresentada sem comprovação experi mental. So - mente mais tarde os cientistas, realizando expe riências para tentar provar que Einstein estava errado, puderam na realidade com provar que ele estava certo e a teoria da Rela ti vidade pôde ser aceita pe la comunidadecientífica. (3) É verdade que Ke pler foi um astrólogo, mas se rá que a Astrologia, in fluên cia dos astros na vida das pes - soas, é uma ciên cia? A resposta cate górica é não!!!, pois as afirma ções da Astro logia não têm nenhuma com pro - vação expe rimental. Em realidade, Kepler foi astrólogo para ganhar di nhei - ro e teve sucesso até um dia em que previu que um nobre poderoso iria ganhar uma certa batalha e a frago ro sa der - rota deste encerrou a carreira de astrólogo de Kepler. (4) A Ufologia, embora encante milhões de pessoas, não pode ser considera da ciência porque não há evi dên - cia ex perimen tal de que seres ex tra ter restres nos te - nham visitado. Qual quer cien tista sabe que por ques tões estatísticas é extre ma mente provável, dir-se-ia mesmo quase uma certe za, que existe vida inteligente fora da Terra, porém, em virtude das fantásticas distâncias que nos separam de outros planetas habitados por seres inte - li gentes, com os conhecimentos físicos atuais, o con tato é muito pouco provável, quase impossível. 2. Método científico de Galileu Foi Galileu Galilei quem deu à Física um caráter de ciên cia, com a introdução do chamado “método experi - mental”. O método experimental baseia-se em quatro etapas: 1) Observação de um fenômeno que ocorre na natureza; 2) Reprodução do fenômeno em laboratório, com a pesquisa dos fatores que são relevantes em seu estudo; 3) Elaboração de leis físicas que possam explicar o fenômeno qualitati vamente e de equações que possam traduzi-lo quantitativamente; 4) Comprovação experimental das leis enunciadas com a variação dos fatores considerados relevantes no estudo do fenômeno observado. Exemplificando: 1) Fenômeno observado: queda livre de um corpo; 2) Estudo da queda livre em laboratório, pesqui san - do os fatores que podem influir no tempo de queda: al tu - ra de queda (H) e valor da aceleração da gravidade (g); 3) A equação que traduz o tempo de queda: Esta equação é obtida sabendo-se que, durante a que da, a aceleração é cons tante (aceleração da gravi - dade g) e usando-se a lei física que estuda os movi - mentos com aceleração constante; 2H tq = � ––––g 6 Palavras-chave: Introdução à Física • Método científico • Massa • Sistema Internacional C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 154 155FÍSICA 4) Comprovação da validade da equação do tempo de queda com medidas feitas em laboratório, variando-se o valor da altura de queda H. O tempo de queda é medido com um cro nômetro pa ra diferentes valores da altura H. Em seguida, calcula - mos o valor teórico do tempo de queda utilizando a equação apre sentada. Se os valores experimentais (medidos no cronô - metro) coincidirem (pelo menos aproximadamente) com os valores teóricos (calculados pela equação dada), en - tão a lei física foi comprovada experimental mente e po - de ser considerada verdadeira. Quando os astronautas estiveram na Lua, eles fize - ram a chamada “experiência de Galileu”: abandonaram um martelo e uma pluma de uma mesma altura e eles chagaram juntos ao solo lunar. Uma questão de vesti - bular perguntou se era correto dizer que os astronautas observaram que o martelo e a pluma caíram na Lua com a mesma aceleração. A resposta da questão era que a frase estava errada, pois não se pode observar (ver, en - xer gar) uma aceleração: os astronautas observaram que o martelo e a pluma chegaram juntos ao solo lunar e con cluíram, com seus conhecimentos de Cinemática, que, para isto ocorrer, eles caíram com a mesma ace - leração. 3. Grandezas fundamentais e grandezas deri vadas De um modo geral, chamamos de grandeza física to da grandeza que pode ser medida. Distância, tempo, massa, velocidade, aceleração, for ça etc. são grandezas físicas. Algumas dessas grandezas podem ser medidas dire - ta men te. No entanto, uma medida direta da aceleração, por exemplo, é impossível. Um método de medida da aceleração da gravidade é o uso de um pêndulo. Você pode amarrar um barbante a uma pedra, prendê-lo no teto e fazer a pedra oscilar. O tempo gasto pela pedra para ir e voltar é chamado período de oscilação (T). Demonstra-se, usando-se leis físicas, que o período T, para oscilações com pequena abertura angular, é dado pela equação: Portanto, podemos me dir o valor da aceleração da gra vidade g, medindo-se o comprimento L do barbante (com uma régua), o período de osci lação T (com um cro - nômetro) e, em segui da, aplicando-se a equa ção que relaciona as três gran dezas: T, L e g. As grandezas que podem ser me didas diretamente são chamadas de gran dezas funda mentais ou primi ti - vas. As grandezas que são medidas a partir das gran de - zas fundamentais (por meio de equa ções) são cha ma das de gran dezas derivadas. Na Mecânica, há três gran de zas funda men tais: Quando dizemos que as gran dezas fun da men tais ou primi tivas da Mecânica são com pri mento (L), mas sa (M) e tempo (T), isto significa que a partir dessas três grandezas podemos defi nir todas as demais grandezas da Me câ nica, as quais são, então, chamadas de gran dezas derivadas. Em outras palavras: qualquer grandeza de ri va da da Me cânica resulta de uma combinação ade quada das três grandezas fundamentais. Exempli ficando: a grandeza velocidade é obtida dividindo-se uma distân - cia por um intervalo de tem po, isto é, a velocidade é definida a partir de uma combina ção das grandezas fundamentais comprimento (L) e tempo (T). 4. Conceito da grandeza fundamental massa Conceito de inércia Por exemplo, quando você chuta com a mesma for - ça uma bola de borracha, uma bola de futebol de campo e uma bola de futebol de salão, você verifica que as velocidades adquiridas serão diferentes: Isso significa que a bola de futebol de salão tem mais inércia que a bola de futebol de campo, que, por sua vez, tem mais inércia que a bola de borracha. Uma das famosas leis de Newton afirma que: L (grandeza fundamental) Velocidade = ––––––––––––––––––––––––––– (grandeza derivada) T (grandeza fundamental) Comprimento, Massa e Tempo L T = 2π � ––––g Inércia é uma propriedade da matéria que consiste na difi culdade que um corpo oferece à mudança de sua velocidade. Vbola de borracha � Vbola de campo � Vbola de salão Um corpo, livre da ação de forças, mantém sua ve - lo cidade constante graças à propriedade chama da inércia. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 155 156 FÍSICA Conceito de atratibilidade Todo corpo cria em torno de si o que chamamos de um campo gravitacional, isto é, todo corpo é capaz de atrair outros com forças chamadas gravitacionais. Newton traduziu esse fato dizendo que “matéria atrai ma téria”. Essa capacidade de um corpo de atrair outros corpos por meio de forças gravitacionais é chamada de atratibi - lidade. Conceito de massa Tanto a inércia como a atratibilidade são medidas por uma propriedade associada ao corpo que se conven - cionou chamar de massa. A rigor, existem dois conceitos de massa: 1) Massa inercial: medida da inércia. 2) Massa gravitacional: medida da atratibilidade. Porém, verificou-se que as duas massas (inercial e gra vita cional) associadas a um corpo eram diretamente propor cionais. Isto significa que, se a massa inercial de um corpo A era o dobro da massa inercial de um corpo B, então a massa gravi tacional de A também era o dobro da massa gravitacional de B. Matematicamente: minercial = k mgravitacional k = constante de proporcionalidade Para não complicar as equações da Física, adotou-se para k o valor 1 e admitiu-se que as duas massas (inercial e gravitacional) teriam o mesmo valor. Portanto: 5. Sistema Internacional de Unidades (SIU) Para medirmos as grandezas físicas, de vemos ado - tar padrões que são chama dos de unidades de medidas. O sistema de unidades adotado pratica mente no mun do todo é o Sistema Inter na cional de Unidades, re - pre sentado pela sigla SI ou SIU, que adota para as gran - dezas fundamentais as seguintes unidades: Massa: quilograma (símbolo: kg) Comprimento: metro(símbolo: m) Tempo: segundo (símbolo: s) Massa é uma propriedade associada a um corpo que mede a sua inércia e a sua atratibilidade. Quanto maior a massa de um corpo, maior é sua atrati bilidade. Quanto maior a massa de um corpo, maior é a sua inércia. � (MODELO ENEM) – Define-se ano-luz como sendo a dis tân cia que a luz per cor re, no vácuo, em um ano. A estrela mais próxima da Terra, ex cluin do o Sol, está a uma distância de 4,5 anos-luz. Isto signi - fica que a luz da estrela gasta 4,5 anos para chegar até nós. A nebulosa de Caranguejo está a cerca de 6500 anos-luz e resultou da explosão de uma estrela classifi cada como supernova. Esta explosão foi regis trada por astrônomos chineses em 1054 dC (depois de Cristo). A explosão ocorreu em a) 1054 aC b) 1054 dC c) 6500 aC d) 6500 dC e) 5446 aC Resolução Como a distância da nebulosa até a Terra é de 6500 anos-luz, a explo - são ocorreu 6500 anos antes de ser detectada na Terra, isto é, 6500 anos antes do ano de 1054: T = 1054 – 6500 T = –5446, isto é, no ano 5446 aC (antes de Cristo). Resposta: E � (VUNESP-MODELO ENEM) – Parsec é uma unidade de medida frequen te mente usada na Astronomia, correspondente a 3,26 anos-luz. Define-se ano-luz como sendo a distância que a luz per corre, no vácuo, em um ano. Portanto, o parsec é uma unidade de medida de a) brilho. b) velocidade. c) tempo. d) distância. e) magnitude. Resolução Ano-luz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano e o parsec tem as mesmas dimensões do ano-luz. Resposta: D Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 156 157FÍSICA � Analise as proposições a seguir e assinale a correta. a) A Física sempre foi uma ciência. b) A Física de Aristóteles, que viveu antes de Cristo, era uma ciência. c) A Astrologia é uma ciência. d) Somente a partir de Einstein a Física tornou-se uma ciên cia. e) A Física tornou-se uma ciência quando Galileu introduziu a comprovação experimental para a validade das leis físicas. RESOLUÇÃO: Qualquer ramo do conhecimento só pode ser considerado uma ciência se tiver comprovação experimental. Resposta: E � Entre as opções abaixo assinale aquela que melhor repre - senta o conceito de massa de um corpo. a) Massa é o mesmo que quantidade de matéria. b) Massa é o número total de átomos de um corpo. c) Massa é uma grandeza física que tem como unidade o mol. d) Massa é uma propriedade, associada a um corpo, que mede a sua inércia e a sua capacidade de atrair outros corpos. e) Massa é sinônimo de peso. RESOLUÇÃO: A massa é uma propriedade que todos os corpos têm e é uma medida de duas coisas: a) a tendência do corpo em manter a velocidade que possui (inércia); b) capacidade do corpo de atrair outros corpos por meio de for ças gravitacionais (atratibilidade). Resposta: D � (MODELO ENEM) – Em um jogo de futebol, a largura do gol é de 7,32m e a altura da trave é de 2,44m. Essas medidas usando duas casas decimais nos parecem estranhas, porém, em realidade, elas foram especificadas originalmente em ou - tras unidades: a jarda e o pé. Assim a largura do gol foi esta - belecida como sendo de 8 jardas e a altura 8 pés. Com esses dados, podemos concluir que uma jarda corres - ponde a: a) 1 pé. b) 2 pés. c) 3 pés. d) 4 pés. e) 5 pés. RESOLUÇÃO: L = 7,32m = 8 jardas: 1 jarda = 0,915 m h = 2,44 m = 8 pés 1 pé = 0,305 m 1 jarda = pés 1 jarda = 3 pés Resposta: C 0,915 –––––– 0,305 Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 157 158 FÍSICA Operação de abastecimento de um caça em pleno voo. Embora os aviões estejam em movimento em relação à Terra, não há movimento relativo entre eles. 1. O que é Mecânica? Mecânica é a ciência que estuda os movimentos. Por razões didáticas, a Mecânica costuma ser divi di - da em três capítulos: I. Cinemática II. Dinâmica III . Estática A Cinemática é a descrição geo métrica do movi - men to, por meio de fun ções mate má ticas, isto é, é o equa cio namento do movimento. Na Cinemática, usamos apenas os conceitos da Geo metria associados à ideia de tempo; as grandezas fun da mentais utilizadas são apenas o com primento (L) e o tempo (T). A Dinâmica investiga os fatores que produzem ou alteram os movimentos; traduz as leis que explicam os movi mentos. Na Dinâmica, utilizamos como grandezas funda - mentais o comprimento (L), o tempo (T) e a massa (M). A Estática é o estudo das condições de equilíbrio de um corpo. 2. Ponto material ou partícula Ponto material (ou partícula) é um corpo de tama - nho desprezível em compa ração com as distâncias envolvidas no fenômeno estudado. Quando as dimensões do corpo são relevantes para o equacionamento de seu movimento, ele é chamado de corpo extenso. Exemplificando: (I) Um automóvel em uma viagem de São Paulo ao Rio de Janeiro (distância de 400km) é tratado como pon - to material, isto é, o seu tamanho não é importante no equacionamento de seu movimento. (II) Um automóvel fazendo manobras em uma gara - gem é tratado como corpo ex ten so. (III) Um atleta disputando a corrida de São Silvestre (extensão de 15km) é tra tado como ponto material. (IV) O planeta Terra em seu movimento de trans - lação em torno do Sol é tra tado como ponto material. (V) O planeta Terra em seu movimento de rotação é tratado como corpo extenso. Quando vamos calcular quanto tempo um trem gasta para ultrapassar o outro, os tamanhos dos trens são relevantes e eles são tratados como corpos extensos. Quando calculamos quanto tempo um trem gasta entre duas estações, o tamanho do trem é irrelevante e ele é tratado como ponto material. Quando se estuda a rotação de um corpo, suas dimensões não são despre zíveis; e o corpo é sempre tratado como corpo extenso. 3. Posição de um ponto material A posição de um ponto material é definida pelas suas coordenadas cartesianas (x, y, z) (figura a seguir). O conjunto de eixos Ox, Oy e Oz, de mesma origem O e perpendiculares entre si, é chamado sistema cartesiano triortogonal. Quando o auto mó vel é manobrado em uma gara gem, o seu tamanho é re le vante e ele é tratado como corpo extenso. Quando o automóvel está per - correndo uma estrada, o seu ta manho é irre le van te e ele é tratado co mo ponto material. Ponto material tem tamanho desprezível, porém sua massa não é des prezível. 7 Palavras-chave: Fundamentos da Cinemática I • Posição • Referencial C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 158 159FÍSICA Se o ponto ma terial estiver sempre no mesmo pla - no, sua posição pode ser de fi nida por apenas duas coordenadas car tesianas: x e y. Se o ponto material estiver sempre na mesma reta, sua posição pode ser definida por uma única coordenada cartesiana: x. 4. Referencial ou sistema de referência O sistema cartesiano triortogonal deve ser fixado em um local, em relação ao qual pretendemos estudar a posição do ponto material. Esse local é chamado sistema de referência ou referencial. Quando o referencial for omitido, vamos assumi-lo como sendo a superfície terrestre. 5. Repouso – Movimento Repouso e movimento são conceitos relativos, isto é, dependem do referencial adotado. Uma partícula está em repouso, para um dado re fe - ren cial, quando sua posição permanece invariável, isto é, as três coordenadas cartesianas (x, y e z) permane cem constantes no decurso do tempo. Uma partícula está em movimento, para um dado referencial, quando sua po sição varia no decurso do tempo, isto é, pelo menos uma das coordenadas carte - sianas está variando. Exemplos (I) Considere um carro em uma rua e um poste. O velocímetro do carro marca 100km/h. O motorista do carro está em repouso ou em movimento? A resposta correta é: depende do referencial. Se o referencial for a superfície terrestre, o poste está em repouso e o mo toris ta está em movimento a 100km/h. Se o referencial for o carro, o motorista está em repou so e o poste está em mo vi mento a 100km/h. (II) Considere um avião em pleno voo e um passa - geiro dormindo em uma poltrona.Se o referencial for o avião, o passageiro está em repouso e se o referencial for a superfície terrestre, o passageiro está em movimento. A ideia de movimento está asso ciada à mudança de posição. Uma pessoa sen tada no banco de um ôni bus, que trafega em uma rodo via, está sem pre na mesma posição em rela ção ao ôni bus, isto é, está em repouso em relação ao ôni bus. Porém, esta pes soa está mudando de posição em relação à rodo via, isto é, está em movi mento em relação à rodo via. Não existe repouso absoluto nem movimento ab - so luto. � (UFRJ) – Heloísa, sentada na poltrona de um ônibus, afirma que o passageiro sentado à sua frente não se move, ou seja, está em re - pouso. Ao mesmo tempo, Abelardo, sentado à margem da rodovia, vê o ônibus passar e afirma que o referido passageiro está em movi - mento. De acordo com os conceitos de movimento e repouso usados em Mecânica, explique de que maneira devemos interpretar as afirma - ções de Heloísa e Abelardo para dizer que ambas estão corretas. Resolução Os conceitos de repouso e movimento são relativos, isto é, dependem do referencial adotado. Para o referencial fixo no ônibus (Heloísa), o passa geiro está em repouso. Para o referencial fixo na superfície terrestre (Abelardo), o passageiro está em movimento. � (IJSO-MODELO ENEM) – O professor de Física do 1.o ano do Ensino Médio, ao encerrar a primeira aula de Cinemática, concluiu que os conceitos de repouso e movimento dependem do referencial adotado. Três alunos, Pedro, Raphael e Matheus, entusiasmados com o estudo de Física, conversavam sobre o tema. Pedro disse: “Se eu estiver em movimento em relação a Raphael e se Raphael estiver em movi mento em relação a Matheus, então eu estarei em movimento em relação a Matheus”. Raphael ponderou: “Pedro, você pode estar em Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 159 160 FÍSICA movimento ou em repouso em relação a Matheus”. Já Matheus disse: “Pedro, você só poderá estar em repouso em relação a mim”. No dia seguinte, para elucidar a questão, levaram-na ao professor. Este afir mou: a) Somente Pedro está correto. b) Somente Raphael está correto. c) Somente Matheus está correto. d) Somente Pedro e Raphael estão corretos. e) Somente Raphael e Matheus estão corretos. Resolução Para o conceito de movimento, não vale a propriedade transitiva. Exemplificando: No esquema da figura: Pedro está em movimento em relação a Raphael; Raphael está em movimento em relação a Matheus; Pedro está em repouso em relação a Matheus. Portanto, Pedro está incorreto. Considere outro exemplo: Pedro se move em relação a Raphael; Raphael se move em relação a Matheus; Pedro se move em relação a Matheus. Portanto, somente Raphael está correto. Resposta: B � (MODELO ENEM) – Durante a 2.a Guerra Mundial, um pilo - to de um avião norte-americano, num dado instante, verificou em sua cabina um pequeno objeto que parecia estar parado, flutuando no ar. Ao apanhar o objeto, verificou que se tratava de um projétil disparado por um avião inimigo. O fato descrito é a) absurdo do ponto de vista da Física. b) possível desde que o projétil e o avião estejam parados em relação ao solo terrestre. c) possível desde que o projétil e o avião, no instante consi de - rado, tenham a mesma velocidade em relação ao solo ter - res tre. d) possível somente no caso do avião estar em queda livre. e) absurdo, pois os conceitos de repouso e movimento exi - gem que o referencial adotado seja o solo terrestre. RESOLUÇÃO: Se dois corpos tiverem a mesma velocidade em relação ao solo terrestre, então um estará parado em relação ao outro. Resposta: C � (CEFET-SC-MODELO ENEM) – Observe a tira abaixo: O pensamento da per sonagem no último quadrinho traduz a re - la tividade dos concei tos de repouso e mo vi mento. A que po de - mos atribuir a difi cul dade de Jon em per ce ber a rotação da Terra? a) À grande distância das estrelas. b) Ao movimento diur no do Sol. c) Ao fato de a Terra possuir uma veloci dade de rotação va riá - vel. d) Às dimensões do próprio planeta Terra. e) Ao fato de estarmos acompanhando o movimento de rota - ção da Terra. RESOLUÇÃO: Pelo fato de girarmos junto com a Terra, o gato está parado para um referencial fixo no solo terrestre. Resposta: E Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 160 161FÍSICA � (IJSO-MODELO ENEM) – Raphael levou seu carro a um lava rápido que utiliza uma máquina de escovas rotativas. Os rolos giram e se deslocam sobre o carro e o motorista permanece no interior do veículo. Num determinado momento, Raphael teve a impressão de o carro ter-se deslocado. Ao olhar para uma placa, fixada na entrada do prédio do lava rápido, observou que em relação a ela o carro não se movimentou. Concluiu, então, que a) o carro deslizou devido à existência do xampu utilizado na lavagem. b) em relação à placa, o carro realizou um movimento retilíneo e uniforme. c) em relação aos rolos, o carro está em movimento. d) a sensação de movimento se deve à água jogada sobre o carro. e) os conceitos de movimento e repouso independem do referencial adotado. RESOLUÇÃO: Os rolos se movem em relação ao carro e, reciprocamente, o carro se movimenta em relação aos rolos. Resposta: C � (UFRN-MODELO ENEM) – Uma criança está sentada, sem se mover, em um balanço fixo a um dos galhos de uma árvore. À sua es querda, a criança observa um maratonista que se exercita, aproxi mando-se dela com velocidade constante. Já à sua direita, ela avista, a uma distância considerável, um ônibus e seu motorista. O ônibus também se aproxima do garoto com velocidade constante. Considerando-se o cenário apresentado, é correto afirmar: a) Em relação à árvore, a criança está em repouso, e o ônibus e o maratonista estão em movimento. b) Em relação ao ônibus, o motorista está em movimento, pois, a cada instante decorrido, ele se aproxima da criança. c) O maratonista está em repouso em relação à criança, mas em movimento em relação ao motorista de ônibus. d) O motorista do ônibus está em repouso em relação ao ônibus e à criança, mas em movimento em relação ao maratonista. e) O maratonista está em repouso em relação ao ônibus. RESOLUÇÃO: a) Verdadeira. Repouso e movimento são conceitos re lativos que dependem do referencial ado tado. b) Falsa. Em relação ao ônibus, o motorista está em repouso. c) Falsa. O maratonista está em movimento em relação à criança. d) Falsa. O motorista está em movimento em relação à criança. e) Falsa. Não há dados para essa afirmação. Resposta: A C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 161 162 FÍSICA 1. Trajetória Trajetória de um ponto material é o conjunto das posições ocupadas pelo ponto material no de cur so do tempo, isto é, é a união de todas as posições por onde o ponto material passou. P1 : posição no instante t1 P2 : posição no instante t2. . . . .. . . . .. . . . . Pn : posição no instante tn Para uma trajetória plana, a equação da trajetória é a equação que relaciona as coordenadas cartesianas de posição x e y entre si. Se o ponto material estiver em repouso, ele ocupa uma única posição no espaço, e a sua trajetória se reduz a um ponto. Como a trajetória está ligada ao conceito de posição, concluímos que: Exemplificando Considere um avião voando em linha reta, paralela ao solo horizontal, com velocidade constante de valor 500km/h, em um local onde o efeito do ar é despre zível. Num dado instante, o avião abandona uma bomba. Qual a trajetória descrita pela bomba? (veja a figura) A) Para um referencial ligado ao avião, a bomba terá apenas a queda vertical provocada pela ação da gravi dade e sua trajetória será um segmento de reta verti cal. B) Para um referencial ligado à superfície terrestre, a bomba terá dois movi mentos simultâneos: (1) movimento horizontal para frente com a mesma velocidade do avião (500km/h), mantido graças à propriedade chamada inércia; (2) movimento de queda vertical provocado pela ação da gravidade. A superposiçãodestes dois movimentos origina uma traje tó ria parabólica. C) Para um referencial li gado à própria bomba, ela está em re pou so e sua tra jetória será um ponto. 2. Equação da trajetória Consideremos uma partícula movendo-se ao longo de um plano. A posição da partícula é definida pelas suas coordenadas cartesianas x e y. A equação da trajetória relaciona as coordenadas cartesianas x e y entre si. Se conhecermos como x e y variam com o tempo t, pa - ra obter a equação da trajetória, basta eliminar a va riável t. Exemplo 1 x = 2,0t2 (SI) e y = 4,0t2 (SI) Dividindo-se membro a membro: (SI) Como a relação y = f(x) é do 1.° grau, concluímos que a trajetória é retilínea. Exemplo 2 x = 2,0t (SI) e y = 4,0t2 (SI) x Isolando-se o tempo na relação x = f(t), vem: t = ––– 2,0 Substituindo-se o valor de t na relação y = f(t), vem: x x2 y = 4,0 �––––� 2 ⇒ y = 4,0 –––– 2,0 4,0 (SI) Como a relação y = f(x) é do 2.° grau, concluímos que a trajetória é parabólica. Cada forma de trajetória: retilínea, parabólica, cir - cular, elíptica etc. é tradu zida por uma determinada equa ção da trajetória. y = 1,0x2 y 4,0t2 –– = ––––– = 2,0 ⇒ x 2,0t2 y = 2,0x A trajetória depende do referencial. A linha geométrica P1, P2, …, Pn (união de todas as posições por onde o ponto material passou) é a trajetória do ponto material. 8 Palavras-chave: Fundamentos da Cinemática II • Trajetória • Equação da trajetória C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 162 163FÍSICA � Um projétil foi lançado obliquamente a partir do solo terrestre. Seu movimento é descrito por suas coordenadas cartesianas de posição x (horizontal) e y (vertical), que variam com o tempo conforme as relações: x = 20,0 t (SI) y = 20,0 t – 5,0 t2 (SI) Determine a) o instante T (tempo de voo) em que o projétil chega ao solo (y = 0); b) o valor da distância D (alcance do projétil) indicada no grá fico; c) o instante em que o projétil atinge sua altura máxima, sa bendo-se que o tempo de subida é igual ao tempo de queda; d) o valor da altura máxima H atingida pelo projétil; e) a equação da trajetória do projétil: y = f(x). Resolução a) Para obtermos o tempo de voo, basta procurar o ins tante T em que a coordenada vertical y, que representa a altura do projétil, se anula: y = 20,0 t – 5,0 t2 (SI) 20,0 T – 5,0 T2 = 0 5,0 T (4,0 – T) = 0 Soluções da equação do 2.° grau: T = 0 (instante de lançamento) (tempo de voo pedido) b) O alcance D indicado no gráfico representa o valor da coor denada x quan do o projétil vol ta ao solo, isto é, o valor de x quando t = T = 4,0s. x = 20,0 t (SI) D = 20,0 . 4,0 (m) ⇒ c) O tempo de voo T é a soma do tempo de subida TS com o tempo de queda TQ. De acordo com o enunciado, TS = TQ. Portanto: T = TS + TQ = 2TS TS = = ⇒ d) O valor da altura máxima H é o valor da coordenada vertical y quando t = TS = 2,0s. y = 20,0 t – 5,0 t2 (SI) H = 20,0 . 2,0 – 5,0 (2,0)2 (m) H = 40,0 – 20,0 (m) e) Para obter a equação da trajetória, devemos eliminar a variá vel tempo t nas relações: x = f(t) e y = f(t). x = 20,0 t (SI) (1) y = 20,0 t – 5,0 t2 (SI) (2) Em (1): t = Em (2): y = x – 5,0 y = x – 5,0 (SI) Como a função y = f(x), que traduz a trajetória, é do 2.° grau, con cluí mos que a trajetória é parabólica. Observe que, na equação da trajetória, se fizermos x = D = 80,0m, resultará y = 0. De fato: y = 80,0 – = 80,0 – 80,0 = 0 Observe ainda que, se fizermos x = = 40,0m, resultará y = H = 20,0m. De fato: y = 40,0 – (m) y = 40,0 – (m) y = 40,0 – 20,0 (m) ⇒ � (UFABC-MODELO ENEM) – Era 6 de agos - to de 1945, 8h15min da manhã, no Japão, quan - do o Enola Gay, um bombardeiro B-29 nor te-ame - ricano, lançou, contra a cidade de Hiro xima, o pri - meiro ataque atômico da história da huma nidade, despejando sobre a cidade uma bomba atômica de 4500kg. A cidade foi arrasada, e 70 mil pes - soas morre ram nos primeiros se gun dos após a explosão. Até hoje, o nú mero de mortos decor - rentes dessa operação está sendo conta bilizado, e já ultrapassou 250 mil. Lan çada a bomba, a tripu lação do B-29 assume tática evasi va, que permite seu retorno à base. Supondo-se que a tripulação não realizasse a manobra evasiva e man tivesse o voo em trajetória reta e hori zontal com velocidade constante e, levando-se em conta a resistência do ar sobre o artefato nuclear, bem como o fato de que essa bomba não possuía sistema próprio de propulsão, a situação que melhor descreve a trajetória da bomba entre os instantes t0 (lançamento) e t (mo mento da explosão) é: Resolução Levando-se em conta a resistência do ar, a velocidade ho ri zon tal da bomba vai diminuir e vai ficar menor que a velocidade horizontal do avião. Isto significa que, em relação ao avião, a bomba cai verticalmente e desloca-se para trás em uma traje tória curva que não é uma parábola. Resposta: C � (MODELO ENEM) – Se o efeito do ar fosse desprezível, a trajetória da bomba seria descrita por qual opção? Resolução Se o efeito do ar fosse desprezível, a bomba conservaria uma velocidade horizontal igual à do avião, isto é, o avião e a bomba estariam sempre na mesma vertical. Em relação ao solo terrestre, a trajetória da bomba seria para bó lica e, em relação ao piloto, a trajetória seria vertical. Resposta: By = H = 20,0m 1600 ––––– 80,0 (40,0)2 –––––– 80,0 D ––– 2 (80,0)2 –––––– 80,0 x2 y = x – ––––– 80,0 x2 –––– 400 x 2�––––�20,0 x –––– 20,0 H = 20,0m T –– 2 4,0s ––––– 2 TS = 2,0s D = 80,0m T = 4,0s Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 163 164 FÍSICA � (CEFET-PI-MODELO ENEM) – Dois conceitos de funda - mental im portância no estudo da Mecânica são os de referencial e trajetória. Considere que o helicóptero na figura a seguir esteja subindo verticalmente em relação ao solo, com velocidade constante. A traje tó ria descrita pelo ponto P da periferia da hélice é a) retilínea para o piloto e uma circunferência para o observador no solo; b) uma circunferência para o piloto e retilínea para o obser - vador no solo; c) uma circunferência para o piloto e uma circunferência para o observador no solo; d) uma hélice cilíndrica para o piloto e retilínea para o observador no solo; e) uma circunferência para o piloto e uma hélice cilíndrica para o observador no solo. RESOLUÇÃO: A trajetória depende do referencial adota do: 1) Para um observador fixo no helicóptero (piloto), o pon to P terá uma trajetória circular. 2) Para um observador fixo no solo, o ponto P terá um mo vimento que resulta da composição de um movimento cir cular horizontal com um movimento vertical com velo cidade constante, originando uma trajetória com a forma de uma hélice cilíndrica. Resposta: E � (UFMS-MODELO ENEM) – Uma das leis sobre segurança no trânsito, principalmente para os caminhões que transitam carregados com pedriscos, obriga que a carga seja coberta com lona, para evitar a queda de pedras soltas pela traseira, colocando em risco veículos que transitam atrás do caminhão. Considere que um caminhão, carregado com essas pedras e sem a cobertura de lona, está transitando em uma pista plana e horizontal e que, num certo instante, cai uma pedra da traseira do caminhão de uma altura h com relação ao solo. Considere também que um observador em repouso, ao lado da pista, vê o caminhão movimentando-se da direita para a esquerda no momento da queda da pedra. Assinale corretamente qual dos esboços abaixo melhor representa a trajetória da pedra vista pelo observador. Despreze efeitos de resistência do ar. RESOLUÇÃO: Em relação ao solo terrestre, a pedra tem dois movimentos simul - tâneos: 1) Movimento horizontal para a esquerda com a mesma veloci - dade do caminhão, mantido por inércia. 2) Movimento vertical provocado pela ação da gravidade. A simultaneidade (superposição) desses dois movimentos ori - gina o chamado movimento balístico com uma trajetória para - bólica. Resposta: D Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página164 165FÍSICA � (UFMG-MODELO ENEM) – Uma menina e seu pai viaja - vam em um ônibus por uma estrada plana e reta, assentados, lado a lado, em poltronas localizadas no lado do corredor. A menina deixou cair uma bala no corredor, enquanto o ônibus se deslocava com velocidade constante. A figura a seguir mostra quatro possíveis trajetórias da bala em queda, que poderiam ser vistas em diferentes referenciais. A trajetória da bala que mais se aproxima daquela vista pelo pai é a: a) trajetória 1. b) trajetória 2. c) trajetória 3. d) trajetória 4. e) trajetória 5. RESOLUÇÃO: I) Em relação ao ônibus, a trajetória é vertical (2). II) Em relação ao solo terrestre, a trajetória é parabólica (4). Resposta: B � Uma partícula está em movimento em um plano de modo que suas coordenadas cartesianas de posição x e y variam com o tempo t, segundo as relações: x = 2,0t2 (SI) y = 8,0t2 (SI) a) Obter a equação da trajetória y = f(x); b) Especificar, justificando, qual a forma da trajetória. RESOLUÇÃO: a) t2 = y = 8,0 . ⇒ y = 4,0x b) A função que relaciona as coordenadas cartesianas é do 1.o grau, logo, a trajetória é retilínea. x ––– 2,0 x ––– 2,01 2 3 4 5 sentido de movimento do ônibus C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 165 166 FÍSICA 1. Espaço Considere uma trajetória orientada e um ponto O es - colhido arbitrariamente como referência (vide figura). Seja A a posição do ponto material em um instante t. O espaço (s) indica ape nas onde está o móvel na tra - je tória, isto é, o espaço é um indicador da posição do móvel. O espaço não indica a distância que o móvel percor - reu, mas apenas o local onde ele se encontra. O espaço pode ser positivo (ponto A), negativo (ponto B) ou nulo (ponto O). O ponto de referência (O) é denominado origem dos espaços. Dizer que o espaço (s) é nulo, num dado instante, significa apenas que, naquele instante, o móvel está posicionado na origem dos espaços. Exemplifiquemos Consideremos um carro em movimento de São Paulo para Campinas. Admitamos que a distância entre São Paulo e Jundiaí seja 60km e de Jundiaí a Campinas, 30km, medidas ao longo da estrada. Tomemos Jundiaí como sendo a origem dos espaços e orientemos a trajetória de São Paulo para Campinas. Quando o carro parte de São Paulo, o seu espaço vale – 60km; ao passar por Jundiaí, o espaço vale zero e, ao chegar a Campinas, o espaço vale + 30km. Se tomássemos São Paulo como origem (marco ze - ro da estrada), o valor do espaço se ria dado pela “quilo - metragem” marcada à beira da estrada. Assim, por exemplo, quando o carro passa pelo “km 20”, significa que o espaço vale 20km, isto é, o carro está a 20km da origem dos espaços (a 20km de São Paulo). Se adotarmos Campinas como origem dos es paços, quan do o carro partir de São Paulo, ele terá um espaço inicial igual a – 90km (s0 = –90km); ao passar por Jun - diaí, o seu espaço valerá –30km (sJ = –30km) e, ao che - gar a Campinas, o seu espaço valerá zero. 2. Variação de espaço e distância percorrida O espaço (s) é um indicador da posição (local) do móvel em cada instante (t). A variação de espaço ou deslocamento escalar indicado por �s é a dife rença entre o espaço final (s2) e o espaço inicial (s1) num dado intervalo de tempo. A distância per corrida (d) so men te coincidirá com o valor absoluto de �s quando o mó vel ca minhar sem pre no mesmo sen ti do, is to é, quando não hou ver inver são no sen tido do movi mento. Exemplificando Consideremos um móvel descrevendo a trajetória retilínea indicada a seguir. O móvel passa por A no instante t0 = 0, passa por B no instante t1, para no pon to C no ins tante t2, inverte o sentido de seu movi mento e chega a B no instante t3. A variação de espaço (�s), entre os instan tes t0 e t3, é dada por: �s = sB – sA = 5m – 2m ⇒ A distância percorrida, entre os instantes t0 e t3, é dada por: d = AC + CB = 5m + 2m ⇒ Define-se espaço (s), no instante t, como sen do a medida algé brica (leva-se em conta o sinal) do arco de traje tória OA. �s = s2 – s1 �s = 3m d = 7m 9 Palavras-chave: Fundamentos da Cinemática III • Espaço • Equação horária C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 166 167FÍSICA 3. Função horária do espaço: s = f(t) Quando um ponto material está em repouso, o seu espaço permanece cons tante, podendo ser igual a zero (parado na origem dos espaços) ou diferente de zero (parado fora da origem dos espaços). Quando um ponto material está em movimento, o seu espaço (s) varia com o tempo (t). A função horária do espaço é também chamada de equação horária do movimento. Esta denominação é equivocada, pois, na realidade, trata-se de uma função e não de uma equação. Quando a equação horária é do 1.° grau, temos o movimento chamado uniforme. Quando a equação horária é do 2.° grau, temos o movimento chamado unifor me mente variado. Exemplos Movimentos uniformes (1) s = 2,0 + 5,0 t (SI) (2) s = 4,0t (SI) Movimentos uniformemente variados (3) s = –3,0 + 8,0t – 5,0t2 (SI) (4) s = 4,0 + 2,0t2 (SI) (SI) significa Sistema Internacional de Unidades; o tempo (t) é medido em segundos e o espaço (s) é medido em metros. 4. Espaço inicial (s0) Denomina-se origem dos tempos, instante inicial ou instante de referência o instante t = 0. Observe que o espaço inicial (s0) indica apenas onde está o móvel no instante t = 0. Nas equações de (1) a (4), citadas no item 3, o espaço inicial vale, respecti va mente: (1) s0 = 2,0m; (2) s0 = 0; (3) s0 = –3,0m; (4) s0 = 4,0m. Não se pode confundir a origem dos tempos (instan te t = 0) com a origem dos espaços (posição em que s = 0). Quando o espaço inicial é nulo (s0 = 0), então, na origem dos tempos (t = 0), o móvel está posicionado na origem dos espaços (s = 0). Um instante t positivo significa posterior à origem dos tempos e um instante t negativo significa anterior à origem dos tempos. Na origem dos tempos, o móvel ocupa uma posi - ção (P0) que é definida por um espaço (s0) deno - minado espaço inicial. A função que relaciona o espaço (s) com o tempo (t) é denominada função horária do espaço. � Um carro tem equação horária dos espa - ços dada por: s = 20,0t (SI), válida para t � 0 Responda aos quesitos a seguir: a) Construa o gráfico espaço x tempo. b) Qual a trajetória descrita pelo móvel? c) Qual a posição do móvel na origem dos tempos (t = 0)? d) Se a trajetória for uma circunferência de comprimento c = 200m, em que instantes o móvel passará pela origem dos espaços? Resolução a) b) A trajetória não está determinada; a equação horária não tem nada a ver com a trajetória. c) t = 0 ⇒ s = 0: o carro está na origem dos espaços. d) Toda vez que o espaço for múltiplo de c: s = 0 …… t0 = 0 s = c = 200m ........... t1 = 10,0s (1 volta) s = 2c = 400m ......... t2 = 20,0s (2 voltas) . . . s = nc = n . 400m ..... tn = n . 10,0s (n voltas) O espaço (s) é um indicador da posi ção do mó vel ao longo da tra jetória. Em uma estra da, o mar co “ze ro” cor res - pon de à ori gem dos es pa ços e a qui lo me - tra gem mar ca da à beira da es tra da in dica o va lor do espaço. Quando um guar da rodoviário descreve em seu re la - tório que um aci dente ocorreu no km 70 da rodovia, ele está indicando ape nas o “local”, isto é, a posição onde acon teceu o acidente. Isto não significa que o carro percorreu 70km, mas apenas que, no momento do acidente, ele estava posi cionado a 70km do marco zero da rodovia. Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 167 168 FÍSICA (MODELO ENEM) – Texto para as questões de � a �. O esquema a seguir representa o perfil de uma estrada, que vai ser percorrida por um carro. O ponto A corresponde ao marco zero da es trada e é adotado como origem dos espaços. A convenção de sinais para a medi da do espa ço é indicada no desenho (de A para F). A me dida dos arcos entre os pontos sucessivos é sempre de 50km (AB = BC = CD = DE = EF = 50km). No instante t = 0, denominado origem dos tempos, o carro inicia seu movimento,obedecendo à seguinte lei horária: (t em h; s em km) Depois de uma hora de viagem, o movimento do carro passou a obedecer à seguinte lei horária: (t � 1,0h) (t em h; s em km) Nota: o tempo t é medido desde a partida do carro. � O ponto de partida do carro é o ponto: a) A b) B c) C d) D e) E Resolução Como a partida se dá no instante t = 0, temos: s0 = 50 + 50 . 0 2 (km) ⇒ Esta posição corresponde, na figura, ao ponto B. Resposta: B � O carro mudou o tipo de movimento (a lei horária) no ponto: a) A b) B c) C d) D e) E Resolução Como a mudança do tipo de movimento se dá no instante t = 1,0h, temos: s1 = 50 + 50 . (1,0) 2 (km) ⇒ Esta posição corresponde, na figura, ao ponto C. Resposta: C � Após meia hora do início da viagem, o carro se encontra em uma posição na estrada entre a) o quilômetro 12 e o quilômetro 13. b) o quilômetro 50 e o quilômetro 60. c) o quilômetro 62 e o quilômetro 63. d) o quilômetro 0 e o quilômetro 1. e) o quilômetro 30 e o quilômetro 31. Resolução Para t = 0,5h, ainda é válida a primeira função horária. Assim: s2 = 50 + 50 . (0,5) 2 (km) ⇒ Resposta: C � O carro passa pelo ponto E da estrada após um tempo de viagem de: a) 1,0h b) 2,0h c) 3,0h d) 4,0h e) 5,0h Resolução O ponto E da estrada está numa posição tal que é válida a segunda função horária (ela é válida a partir do ponto C). Como o arco AE mede 200km, temos: 200 = 100tE ⇒ Resposta: B (MODELO ENEM) – Participar de uma maratona, corrida de longa dis tância, é uma ativi dade que não está ao alcance de qual quer pessoa, mesmo sendo um atleta treinado. A Folha de São Paulo publicou um texto sobre o as sunto, que está parcialmente reproduzido a seguir. Com base no exposto no texto e usando seus conhe cimentos, analise as proposições a seguir e assinale a correta: a) O atleta deve ingerir muito líquido e carboi dra tos (bana nas, batatas ou barras de cereais) durante a prova para evitar hipoglicemia e desidratação. b) Um atleta amador com massa de 70kg pode perder 7,0kg ao disputar uma maratona. c) Os diabéticos não podem participar de corridas de longo al cance em virtude de seu baixo teor de açúcar no san gue. d) Um atleta amador com 1,80m de altura pode perder 9cm de altura ao disputar uma maratona. e) Um atleta profissional não sofre perda de massa durante a corrida. Resolução a) Correta. b) Falsa: 7,0kg correspondem a 10% de 70kg. c) Falsa: os diabéticos têm alto teor de açú car no sangue. d) Falsa: a perda de altura não foi quan tifi cada no texto e certa mente não corres ponde a 5% da altura total. e) Falsa: o atleta profissional pode perder até 10% de sua massa. Resposta: A tE = 2,0h s2 = 62,5km s1 = 100km s0 = 50km s = 100t s = 50 + 50t2 Cãibras Perda de sódio no decorrer da corrida Desidratação Perda de líquidos Sequelas no aparelho locomotor Problemas nas articulações e coluna, dores nas juntas. O impacto sobre a coluna também afeta os discos vertebrais que, constituídos de material gelatinoso, vão sendo achatados, alterando a altura do atleta Problemas cardíacos e dores musculares Pelo excesso de esforço Diminuição de imunidade Perda de sais minerais Hipoglicemia Perda de carboidratos e açúcares Os riscos para quem enfrenta uma prova de longa distância TEMPESTADE METABÓLICA Um atleta amador pode perder de %5 a % de sua massa6 e um profissional, até %10 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 168 169FÍSICA � Podemos definir o espaço como sendo a distância do mó - vel até a origem dos espaços? Justifique-o. RESOLUÇÃO: O espaço é medido ao longo da trajetória: é o comprimento do arco de trajetória entre a origem e a posição do móvel, associado a um sinal. Distância é definida, em Matemática, sempre em linha reta. Se a trajetória for retilínea, então a distância entre o móvel e a origem dos espaços coincidirá com o valor absoluto do espaço. � (FUVEST-MODELO ENEM) – O gráfico re presenta o espaço (s) em função do tem po (t) de dois carrinhos de auto ra - ma, A e B, que descre vem uma mesma traje tória retilínea. A variação do espaço para o carrinho A é li near, en quanto a do carrinho B segue uma curva. Assinale a proposição correta. a) A distância inicial entre os carrinhos (t = 0) vale 50cm. b) Os carrinhos somente se encontrarão no instante t = 10s. c) Entre os encontros, os carrinhos percorrem uma distância de 70cm. d) Entre os instantes 0 e 20s, o carrinho A percorreu 40cm. e) Entre os instantes 0 e 10s, o carrinho B percorreu 20 cm. RESOLUÇÃO: a) Falsa. A distância inicial vale 60cm. b) Falsa. Os carrinhos se encontram nos instantes t1 = 10s e t2 = 20s. c) Verdadeira. Δs = 90cm - 20cm = 70cm d) Falsa. s1 = – 50cm ; s2 = 90cm Δs = s2 – s1 = 140cm e) Falsa. s1 = 10cm ; s2 = 20cm Δs = s2 – s1 = 10cm Resposta: C Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 169 170 FÍSICA � (UFPel-RS-MODELO ENEM) – O gráfico representa a dife rença das posições (x1 – x2), em função do tempo t, de dois automóveis A1 e A2, que partem do repouso e que se movem sobre o eixo X, ao longo de um determinado percurso. Con - sidere x1 e x2 positivos. A partir do gráfico, é correto afirmar que a) o automóvel A1 esteve à frente do automóvel A2 durante todo o percurso. b) o automóvel A2 esteve à frente do automóvel A1 durante todo o percurso. c) o automóvel A1 ultrapassou o automóvel A2 no instante t = 2s. d) o automóvel A2 ultrapassou o automóvel A1 no instante t = 3s. e) houve três ultrapassagens durante todo o percurso. RESOLUÇÃO: x1 > x2 significa A1 à frente de A2. x2 > x1 significa A2 à frente de A1. Até o instante t = 3s, x1 > x2 e A1 esteve à frente de A2. A partir do instante t = 3s, x1 < x2 e A2 esteve à frente de A1. Portanto, A2 ultrapassou A1 no instante t = 3s. Resposta: D � Um carro desenvolve, em uma trajetória reta, um mo vi - mento descrito pela seguinte função horária do espaço: s = 200 – 50t (para s em km e t em h) O ponto “0” representa a origem dos espaços. a) Qual a posição do carro no instante t = 1,0h? b) Em que instante o carro passa pela origem dos espa ços? RESOLUÇÃO: a) Para t = 1,0h, da função horária dos espaços, obtemos: s = 200 – 50 . (1,0) (km) ⇒ s = 150km (Ponto Q) b) Quando o carro passar pela origem dos espaços, teremos s = 0. Substituindo-se na função horária, teremos: 0 = 200 – 50 t ⇒ t = 4,0h C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 170 171FÍSICA 1. Definição P1 = posição no instante t1, defini da pe lo espaço s1. P2 = posição no instante t2, definida pe lo espaço s2. �s = s2 – s1 = variação de espaço. �t = t2 – t1 = intervalo de tempo. Define-se veloci da de escalar média (Vm), entre os ins tantes t1 e t2 (ou entre as posições P1 e P2), pela re - la ção: Notas (1) se o móvel avançar e, em seguida, recuar, vol - tando ao ponto de partida, se guindo a mesma trajetória, então: �s = 0 e Vm = 0. (2) a velocidade escalar média traduz a velocidade escalar constante que o móvel deveria ter para partir da mesma posição inicial e chegar à mesma posição final, no mesmo intervalo de tempo �t, seguindo a mesma trajetória. 2. Unidades de velocidade Representemos por: u(L) = unidade de comprimento u(T) = unidade de tempo a) No Sistema Internacional, temos: u(L) = metro (m) u(T) = segundo (s) b) No Sistema CGS (centímetro-grama-se gundo), te - mos: u(L) = centímetro (cm) u(T) = segundo (s) c) Unidade prática: u(L) = quilômetro (km) u(T) = hora (h) d) Relações: 1m 102cm —– = ––––––– s s km 1000m 1 m 1 —– = ––––––– = ––– ––– h 3 600s 3,6 s km u (V) = —–– = km . h–1 h cm u(V) = —–– = cm . s–1 s m u (V) = —– = m . s–1 s �s s2 – s1 Vm = –––– = ––––––– �t t2 – t1 Se o carro per cor reu 400km em 4,0h, sua ve loci da de escalar mé dia foi de 100km/h. Porém, durante a via gem, a veloci da de do carro não per maneceu cons tan - te: há tre chos em que a veloci da de dimi nui ou, até mes mo, situa ções em que o carro para. Quando dizemos que a velocidade es calar média foi de 100km/h, isto signifi ca que, se o carro pudesse reali zar a viagem com ve lo cidade escalar cons tan te, o seu valor de ve ria ser de 100km/h para percorrer a dis tân cia de 400km no intervalo de tempo de 4,0h. 10 Palavras-chave: Velocidade escalar média • Velocidade média • Relação entre unidades C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 171 172 FÍSICA � (MODELO ENEM) – Uma família viaja de carro com velo cidade esca lar cons tante de 100km/h, durante 2,0h. Após parar em um posto de gasolina por 30 min, continua sua viagem por mais 1h 30 min com velocidade es - calar constante de 80km/h. A velocidade escalar média do carro durante toda a viagem foi de: a) 80km/h b) 100km/h c) 120km/h d) 140km/h e) 150km/h Resolução �s1 = V1�t1 = 100 . 2,0 (km) = 200km �s2 = V2�t2 = 80 . 1,5 (km) = 120km �s =�s1 +�s2 = 320km �t =�t1 +�tP +�t2 = 4,0h Resposta: A � – As cidades de Quito e Cin - gapura encontram-se pró xi - mas à linha do Equador e em pontos diametralmente opostos no globo terrestre. Considerando-se o raio da Terra igual a 6400km, pode-se afirmar que um avião saindo de Quito, voando em média 800km/h, chega a Cingapura em aproxi ma damente a) 16 horas. b) 20 horas. c) 24 horas. d) 32 horas. e) 36 horas. Resolução A distância percorrida entre dois pontos da linha do Equador, dia metral men te opostos, corres ponde à metade da cir cun ferência ter res - tre: �s = = 3 . 6400km = 19 200km Sendo Vm = , vem: �t = = (h) ⇒ Resposta: C � (MODELO ENEM) – Num campeonato mun dial de atletis mo, realizado em Tó quio, os atle tas Leroy Burrel e Carl Lewis ga nha ram as me dalhas de ouro e prata na corrida de 100m rasos. Os desempenhos dos atletas a cada intervalo de 10m estão descritos na tabela a seguir. Assinale a proposição correta. a) Burrel ganhou a medalha de ouro. b) Os atletas tiveram velocidade escalar cons - tante em todo o percurso. c) Lewis ultrapassou Burrel após a marca de 80m. d) Para os dois atletas, a velocidade escalar média nos últimos 50m é menor do que nos primeiros 50m. e) A velocidade escalar média de Lewis, nos 100m, foi menor que a de Burrel. Resolução a) Falsa: Lewis venceu porque com ple tou os 100m em um tempo menor. b) Falsa: Os intervalos de tempo para per - correr a mesma distância são dife rentes. c) Correta: Até 80m, o tempo gasto por Burrel era menor e, portanto, ele es tava à frente. d) Falsa: Os últimos 50m foram percor ridos em um intervalo de tempo menor. e) Falsa: Lewis gastou menos tempo e, por - tanto, tem velocidade escalar média maior. Resposta: C �s 320km Vm = ––– = ––––––– = 80km/h�t 4,0h Note e adote 1) O comprimento C de uma circun - ferência de raio R é dado por: C = 2πR 2) Adote π = 3 2πR –––– 2 �s –––– �t �s –––– Vm 19 200 –––––– 800 �t = 24h Distância em metros Tempo em segundos Lewis Burrel 10 1,88 1,83 20 2,96 2,89 30 3,88 3,79 40 4,77 4,68 50 5,61 5,55 60 6,46 6,41 70 7,30 7,28 80 8,13 8,12 90 9,00 9,01 100 9,86 9,88 � (VUNESP-MODELO ENEM) – Na tabela, estão indicadas as distâncias percorridas por um carro em três trechos suces - sivos de uma mesma viagem e o tempo necessário para que essas distâncias fossem percorridas. Sabendo-se que a estrada era retilínea, a velocidade escalar mé dia de senvolvida pelo carro, considerando-se o tempo total de dura ção da viagem, foi, em km/h, a) 45 b) 50 c) 70 d) 90 e) 100 RESOLUÇÃO: �s = Δs1 + Δs2 + Δs3 = 450km �t = Δt1 + Δt2 + Δt3 = 5,0h Vm = = ⇒ Resposta: D Distância (km) Duração (h) 50 1,0 100 1,5 300 2,5 �s ––– �t 450km –––––––– 5,0h Vm = 90km/h Exercícios Resolvidos Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 172 173FÍSICA � (PUC-RS-MODELO ENEM) – O smartphone tornou-se uma ferramenta de uso diário para os mais variados fins. Entre os aplicativos mais utilizados, podemos citar os que oferecem serviços de transporte de passageiros. Em um grande centro urbano como Porto Alegre, uma empresa oferece esse serviço, em que o custo depende de uma taxa fixa – a tradicional bandeirada – e da distância percorrida. Suponha que, em horário de pico, a bandeirada seja de R$ 2,50 e que o custo por quilômetro percorrido seja de R$ 2,30 em trajetos de até 10km, e de R$ 2,00 em trajetos acima de 10km. Considerando-se os dados acima, um trajeto realizado com velocidade escalar média de 33km/h e com duração de 20 minutos em um horário de pico custará a) entre R$ 10,00 e R$ 14,99. b) entre R$ 15,00 e R$ 19,99. c) entre R$ 20,00 e R$ 24,99. d) mais que R$ 25,00. e) mais que R$ 50,00. RESOLUÇÃO: 1) Cálculo da distância percorrida: Vm = ⇒ 33 = 2) 11km ……… C 1 km ……… R$ 2,00 C = R$ 22,00 3) Custo total = R$ 2,50 + R$ 22,00 Custo total = R$ 24,50 Resposta: C � Na trajetória escalonada da figura abaixo, o carrinho que a percorre pode ser considerado um ponto mate rial. O carrinho parte do ponto A no instante t0 = 0, vai até o ponto C e retorna ao ponto B, onde chega no instante t1 = 3,0s. Calcule a) a distância percorrida pelo carrinho, entre os ins tan tes t0 e t1; b) a velocidade escalar média entre os instantes t0 e t1. RESOLUÇÃO: a) d = �sAC + �sCB d = 5,0 + 2,0 (m) ⇒ d = 7,0m b) Vm = = ⇒ Vm = 1,0m/s � (FCC-MODELO ENEM) – A prova da maratona mascu lina, que sempre encerra os jogos olímpicos, tem um percurso de 42km. Os atletas de elite estão atualmente completando este percur - so com uma velocidade escalar média muito próxima de 20km/h. A largada de uma destas maratonas ocorre às 7h57min. O horário mais provável da chegada de um atleta de elite nesta maratona é: a) 11h13min. b) 9h46min. c) 10h3min. d) 10h43min. e) 9h6min. RESOLUÇÃO: 1) Vm = Δt = = = 2,1h Δt = 2h + 0,1 . 60min Δt = 2h + 6,0 min 2) Δt – tf – t0 2h + 6,0 min = tf – (7h + 57 min) tf = 9h + 6,0 min + 57 min tf = 9h + 63 min Resposta: C m�–––�s 4,0 – 1,0 –––––––– 3,0 �s ––– �t Δs –––– Δt Δs –––– 1 –– 3 �s = 11km Δs –––– Δt tf = 10h + 3 min Δs –––– Vm 42km –––––––– 20km/h C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 173 174 FÍSICA 1. Definição A velocidade escalar instantânea traduz a rapidez de movimento, isto é, a rapidez com que a posição (espaço) varia no decurso do tempo. Uma grande velocidade significa movimento rápido; pequena velocidade significa movimento lento e veloci - dade nula significa que não há movimento. Admitamos que se pre tenda calcular a velocidade escalar de um móvel em um instante t em que ele passa por uma posição P de sua trajetória. Para tanto, calculamos sua velocidade escalar média en - tre a posição P (instante t) e a posição P’ (instante t + �t). Se fizermos o intervalo de tempo �t ir di mi nuindo e ten dendo a zero (�t → 0), o valor da velocidade escalar mé dia �Vm = � vai tender para o valor da veloci da de escalar no instante t, isto é: A velocidade escalar instan tânea corresponde à velocidade escalar média calcu lada em um intervalo de tempo extre mamente pequeno. Para um automóvel, a velocidade escalar instan tânea é indica da em seu velocí metro. O cálculo desse limite é uma operação matemática chamada derivação. Escreve-se V = e lê-se: a velocidade escalar é a derivada do espaço em relação ao tempo. �s ––– �t A velocidade escalar instantânea é o limite para o qual tende a velocidade escalar média, quando o intervalo de tempo considerado tende a zero. �s V = lim Vm = lim –––– �t → 0 �t → 0 �t ds ––– dt 11 Palavras-chave: Velocidade escalar instantânea • Velocidade • Derivação O trem-bala, no Japão, atin ge a fan tás tica velocidade es ca lar de 500km/h. Apresentamos, a seguir, as veloci dades escalares mé dias do movi mento de alguns corpos, bem co mo do som e da luz, medi das em m/s e km/h: 1) Lesma: 0,0014m/s – 0,0050km/h 2) Tartaruga: 0,02m/s – 0,072km/h 3) Pedestre: 1,4m/s – 5,0km/h 4) Atleta recordista dos 100m: 10m/s – 36km/h 5) Atleta em corrida de 1 500m: 7,0m/s – 25km/h 6) Atleta em corrida de 10 000m: 5,5m/s – 20km/h 7) Galgo: 17m/s – 61km/h 8) Pombo-correio: 18m/s – 65km/h 9) Lebre: 19m/s – 68km/h 10) Avestruz – Gazela: 22m/s– 79km/h 11) Chita (o mais rápido dos mamí fe - ros): 28m/s – 101km/h 12) Automóvel de passeio: 30m/s – 108km/h 13) Esquiador em competição: 32m/s – 115km/h 14) Carro de corridas: 100m/s – 360km/h 15) Trem-bala: 140m/s – 504km/h 16) Aviões turboélices: 200m/s – 720km/h 17) Som no ar: 340m/s – 1224km/h 18) Aviões supersônicos: 555m/s – 1998km/h 19) Bala de metralhadora: 715m/s – 2574km/h 20) Lua em torno da Terra: 1,0.103m/s – 3,6.103km/h 21) Satélite estacionário da Terra: 3,0.103m/s – 1,08.104km/h 22) Terra em torno do Sol: 3,0.104m/s – 1,08.105km/h 23) Luz no vácuo: 3,0.108m/s – 1,08.109km/h C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 174 175FÍSICA � Um projétil é lançado verticalmente para cima a par tir do solo terrestre. A altura h do projétil (espaço) varia com o tempo t, se gundo a relação: h = 20,0t – 5,0t2 (SI) Determine a) o instante t1 em que o projétil atinge sua altura máxima; b) a altura máxima atingida pelo projétil. Resolução a) Atinge a altura máxima quando V = 0. V = = 20,0 – 10,0t (SI) 20,0 – 10,0 t1 = 0 ⇒ b) t = t1 = 2,0s h = hmáx = 20,0 . 2,0 – 5,0 (2,0) 2 (m) hmáx = 40,0 – 20,0 (m) Respostas: a) 2,0s b) 20,0m � (FATEC-MODELO ENEM) – Os dispositi vos ele trô nicos colocados em vias públicas, co nhe ci - dos como Radares Fixos (ou “pardais”), fun cio - nam por meio de um conjunto de senso res dis - postos no chão dessas vias. Os laços de tec to res (conjunto de dois sensores eletromag né ticos) são colocados em cada faixa de rola mento. Uma vez que motocicletas e automóveis pos - suem ma teriais ferromagnéticos, ao passarem pelos sensores, os sinais afetados são proces - sa dos e determinadas duas ve locidades. Uma entre o primeiro e o segundo sensor (1.o laço); e a outra entre o segundo e o terceiro sensor (2.o laço), conforme a figura. Essas duas velocidades medidas são validadas e correlacionadas com as velocidades a serem consideradas (VC), conforme apresentado na tabela parcial de valores referenciais de velocidade para infrações (art. 218 do Código de Trânsito Brasileiro – CTB). Caso essas velocidades verificadas no 1.o e no 2.o laço se - jam iguais, esse valor é denominado velo cida - de medida (VM), e ele é relacionado à velo - cidade considerada (VC). A câmera fotográfica é acionada para registrar a imagem da placa do veículo a ser multado apenas nas situações em que esse esteja trafegando acima do limite máximo permitido para aquele local e faixa de rolamento, considerando-se os valores de VC. Tabela Parcial de Velocidades Referenciais (Art. 218 CTB) Considere que, em cada faixa de rolagem, os sensores estejam distantes entre si cerca de 3 me tros e suponha que o carro da figura esteja deslocando-se para a esquerda e passe pelo pri - meiro laço com uma velocidade escalar de 15m/s, levando, portanto, 0,20s para passar pe lo se gun - do laço. Se a velocidade escalar limi te dessa pista for 50km/h, podemos afirmar que o veículo a) não será multado, pois VM é menor do que a velocidade mínima permitida. b) não será multado, pois VC é menor do que a velocidade máxima permitida. c) não será multado, pois VC é menor do que a velocidade mínima permitida. d) será multado, pois VM é maior do que a velocidade máxima permitida. e) será multado, pois VC é maior do que a velocidade máxima permitida. Resolução VM = 15 = 54 km/h Da tabela dada: VM = 54km/h ⇔ VC = 47km/h Como a velocidade máxima permitida é de 50km/h então VC < Vmáxpermitida e o motorista não será multado. Resposta: B � (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA- MODELO ENEM) – Para manter a se gu rança na estrada, recomenda-se que as velocidades dos veículos sejam tais que a distância entre um e outro seja vencida em no mínimo dois segundos. Considere uma situação ideal em que todos os motoristas respeitam essa reco - mendação, que os carros seguem em uma úni - ca fila a uma distância segura, que o tama nho dos automóveis seja desconsi derado e que a velocidade dos veículos, 72km/h (20m/s), seja a máxima permitida para essa rodovia. Manten - do-se a recomendação de segurança, se a velocidade máxima permitida for alterada para 144km/h (40m/s), é correto afirmar que o fluxo de veículos (número de veículos que chegam ao destino por hora) _________, que a distância entre eles na rodovia _________ e que o tempo de percurso fique _________. As expressões que completam corretamente as lacunas são, respectivamente a) não mude; não mude; reduzido à metade. b) dobre; dobre; reduzido à metade. c) dobre; não mude; o mesmo. d) dobre; não mude; reduzido à metade. e) não mude; dobre; reduzido à metade. Resolução Quando a velocidade dos carros for duplicada, para que a distância entre eles seja percorrida em 2,0s, é preciso que essa distância duplique. O número de carros que chegam ao des tino, por hora, é o mesmo porque a cada 2,0s chega um carro. O tempo de percurso entre a origem e o destino vai re duzir-se à metade porque a velocidade escalar duplicou. Resposta: E hmáx = 20,0m t1 = 2,0s dh ––– dt VM (km/h) VC (km/h) 90 83 81 74 72 65 63 56 54 47 45 38 m ––– s Exercícios Resolvidos Em nosso estudo de Cinemática, só nos interessa a derivação da função polinomial: Nota: a, b, c e n são constantes. Exemplos (I) s = 5,0 t3 + 8,0 t2 – 9,0 t + 10,0 (SI) V = = 15,0 t2 + 16,0 t – 9,0 (SI) (II) s = – 3,0 t2 + 1,0 t – 8,0 (SI) V = = – 6,0t + 1,0 (SI) (III) s = – 4,0 + 2,0 t (SI) V = = 2,0m/s (constante) ds ––– dt ds ––– dt ds ––– dts = atn + bt + c ds V = ––– = na t n–1 + b dt C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 175 176 FÍSICA � Um carro movimenta-se ao longo de uma reta e sua posição é definida em função do tem po pela relação: s = 20,0 + 30,0t – 1,0t2 (SI) Esta relação vale desde o instante t = 0 até o instante t = T para o qual o carro para. Determine a) a função velocidade escalar – tempo: V = f(t); b) a velocidade escalar do carro na origem dos tempos (v0); c) o instante T em que o carro para; d) a velocidade escalar média entre os instantes t = 0 e t = T; e) o gráfico da função V = f(t) entre os instantes t = 0 e t = T. Resolução a) A velocidade escalar é obtida derivando-se a equação horária: s = 20,0 + 30,0t – 1,0t2 (SI) b) Para t = 0, temos V = V0 V0 = 30,0 – 2,0 . 0 (m/s) ⇒ c) O carro para quando sua velocidade escalar V se anula: V = 30,0 – 2,0t (SI) 30,0 – 2,0T = 0 30,0 = 2,0T ⇒ d) s = 20,0 + 30,0t – 1,0t2 (SI) t = 0 ⇒ s = s0 = 20,0m t = T = 15,0s s = sf = 20,0 + 30,0 . 15,0 – 1,0 (15,0) 2 (m) sf = 20,0 + 450 – 225 (m) sf = 245m Vm = = = (m/s) Vm = (m/s) ⇒ Nota: Como a função V = f(t) é do 1.° grau, a velocidade es ca lar média pode ser calculada pela média aritmética entre a velocidade ini cial (V0 = 30,0m/s) e a velocidade final (Vf = 0) Vm = = (m/s) e) V = 30,0 – 2,0t (SI) Como a função V = f(t) é do 1.° grau, o seu gráfico se rá um seg men - to de reta: t = 0 ⇒ V = V0 = 30,0m/s t = T = 15,0s ⇒ V = 0 � (PUC-RS-MODELO ENEM) – O eco é o fenômeno que ocor re quando um som emitido e seu reflexo em um anteparo são percebidos por uma pessoa com um intervalo de tempo que permite ao cérebro distingui-los como sons diferentes. Para que se perceba o eco de um som no ar, no qual a veloci dade de propagação tem módulo de 340m/s, é necessário que haja uma distância de 17,0m entre a fonte e o anteparo. Na água, em que a velocidade de propagação do som tem módulo de 1.600m/s, essa distância precisa ser de a) 34,0m b) 60,0m c) 80,0m d) 160,0m e) 320,0m Resolução 1) VS = ⇒ 340 = ⇒ 2) V’S = ⇒ 1600 = 2d = 160 ⇒ Resposta: C (UFMS-MODELO ENEM) – O gráfico abai xo ilustra a mar cação de um sinaleiro eletrônico. Nesse tipo de equi pa men to, dois sensores são ativados quando o carro passa. Na figura, os pulsos vazios correspondem à marcação do primeiro sensor, e os pulsos cheios à marcação do segundo sensor. Con sidere que a distância entre os dois sensores seja de 1,0m. Qual(is) veículo(s) teria(m) sido multado(s), considerando-se que a velocidade máxima permitida no local seja de 30km/h? a) Os carros 2e 4, apenas. b) Os carros 1 e 2, apenas. c) Os carros 1 e 4, apenas. d) Os carros 1 e 3, apenas. e) Nenhum carro seria multado. Resolução V = ⇒ �t = V = 30km/h = m/s �t = 1,0 . (s) = 0,12s A velocidade do carro será maior que 30km/h e, portanto, será multado quando �t � 0,12s. �t1 = 0,10s �t2 = 0,30s �t3 = 0,09s �t4 = 0,25s Os carros (1) e (3) serão multados. Resposta: D ds V = ––– = 30,0 – 2,0t (SI) dt V0 = 30,0m/s T = 15,0s 245 – 20,0 –––––––––– 15,0 sf – s0 ––––––– �t �s ––– �t Vm = 15,0m/s 225 ––––– 15,0 30,0 + 0 –––––––––– 2 V0 + Vf ––––––– 2 Vm = 15,0m/s T = 0,1s 34,0 ––––– T �s ––– �t 2d ––– 0,1 2d ––– T d = 80,0m �s ––– V �s ––– �t 30 ––– 3,6 3,6 ––– 30 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 176 177FÍSICA � (PISA-MODELO ENEM) – Leia a notícia a seguir: Voando à velocidade do som “Nem um avião a sair de um ovo, nem um tru que de foto mon - ta gem. A fotografia é bem real e ilustra um caça F-18 Hornet a transpor a barreira do som. A imagem foi captada durante exer - cí cios do Esquadrão de Caças Um-Cinco-Um, da USS Cons - tellation. Para produzir o fenô meno, o piloto que coman da va o F-18 conduziu o avião a baixa altitude sobre o mar, atingindo a velocidade do som. A pressão criada pelas ondas de som consequentes conduziu ao efeito de bola de nuvens que se vê na imagem.” A velocidade do som não tem um valor constante: varia, por exemplo, com a altitude. A tabela a seguir indica o módulo da velocidade do som a diferentes altitudes: De acordo com a notícia, o módulo da velo cida de do F-18 Hornet, quando atingiu a velocidade do som, é um valor mais próximo de: a) 343km/h b) 1152km/h c) 1224km/h d) 1235km/h e) 1250km/h (Dado: 1m/s = 3,6km/h) RESOLUÇÃO: Para baixas altitudes, a velocidade do som é da ordem de 343m/s. Vavião = Vsom = 343 . 3,6km/h Resposta: D � (OLIMPÍADA PAULISTA DE FÍSICA-MODELO ENEM) – Na prova dos 100m rasos, Samuel estava empolgado para ver o corredor jamai cano Usain Bolt tentar conquistar novamente a medalha de ouro. Pes quisando sobre corredores de 100m rasos na internet, Samuel en con trou o gráfico abaixo, que mostra a velocidade escalar do corredor durante a prova. (extraído de http://www.athleticdesign.se/filadecathlon/postmortem.html) Conversando com seu pai sobre o gráfico, Samuel concluiu que a) a velocidade escalar do corredor é sempre crescente durante toda a corrida. b) a velocidade escalar do corredor é constante durante toda a corrida. c) o corredor dá a largada com uma velocidade escalar inicial de 6,0m/s. d) a velocidade escalar máxima do corredor é de 11,0m/s. e) a velocidade escalar máxima é atingida na posição x = 50m. RESOLUÇÃO: a) Falsa. A velocidade escalar é inicialmente crescente, permanece praticamente constante durante parte da corrida e tem redução nos metros finais. b) Falsa. c) Falsa. A velocidade escalar inicial é nula. d) Falsa. A velocidade escalar máxima é superior a 11,0m/s. e) Verdadeira. Leitura do gráfico. Resposta: E Vavião = 1235km/h Altitude (metros) Velocidade do som (m/s) baixa 343 1524 335 3048 329 4572 323 Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 28/10/2020 14:15 Página 177 178 FÍSICA � (FUVEST) – Um corpo se movimenta sobre o eixo x, de acordo com a equação horária: x = 2,0 + 2,0t – 2,0t2, em que t é dado em segundos e x em metros. a) Qual a velocidade escalar média entre os instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s? b) Qual é a velocidade escalar nos instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s? RESOLUÇÃO: a) t1 = 0 ⇒ S1 = 2,0m t2 = 2,0s ⇒ S2 = – 2,0m b) t1 = 0 ⇒ V = 2,0m/s t2 = 2,0s ⇒ V = – 6,0m/s � (MODELO ENEM) – Uma questão de vestibular apresen - tou para o movi men to de um atleta, em uma corrida de 100m rasos, uma função horária dos espaços (posição do atleta em função do tempo) dada por: s = 1,0 t2 (SI) s = posição do atleta t = tempo de movimento Sabe-se que a máxima velocidade escalar que um atleta pode atingir é de 16,0 m/s. A equação horária proposta: a) é condizente com a realidade física, pois o tempo de per - curso dos 100m é de 10,0s. b) é condizente com a realidade física porque a velo cidade es - calar média no percurso é de 10,0m/s. c) é incompatível com a realidade física porque o tempo de percurso dos 100m é inferior ao recorde mundial. d) é incompatível com a realidade física porque o atleta cru - zaria a linha de chegada com velocidade escalar de 20,0m/s. e) é compatível com a realidade física porque o atleta teria velocidade escalar máxima inferior a 16,0m/s. RESOLUÇÃO: 1) Cálculo do tempo de percurso dos 100m: s = 1,0 t2 100 = 1,0 T2 ⇒ (compatível com a realidade) 2) Cálculo da velocidade escalar final com que o atleta cruzaria a linha de che gada: V = = 2,0 t (SI) Para t1 = T = 10,0s: V = V1 = 20,0m/s V1 � 16,0m/s (incompatível com a realidade) Resposta: D Vm = – 2,0m/s �s – 2,0 – 2,0 Vm = –––– ⇒ Vm = –––––––––– (m/s) �t 2,0 ds V = –––– ⇒ V = 2,0 – 4,0t (SI) dt T = 10,0 s ds –– dt C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 178 179FÍSICA 1. Aceleração escalar média (�m) Sejam: V1 = velocidade escalar no instante t1 V2 = velocidade escalar no instante t2 Define-se aceleração escalar média (�m), entre os instantes t1 e t2, pela relação: 2. Unidades a) No SI: u(V) m/s u(�) = ––––– = –––– u(t) s b) NO CGS: u(V) cm/s u(�) = ––––– = ––––– u(t) s c) Relação entre as unidades: 3. Aceleração escalar instantânea A aceleração escalar instantânea traduz a rapidez com que a velocidade escalar varia no decurso do tem - po, isto é, traduz a velocidade da velocidade. Uma grande aceleração escalar significa que a velo - ci dade escalar varia rapi damente; uma pequena acele - ração escalar significa que a velocidade escalar varia len - ta mente; e aceleração escalar nula significa que a veloci - da de escalar não varia. Portanto: Quando um carro tem uma gran de aceleração escalar, sua velo ci dade escalar es tá varian do ra pi damente. A aceleração escalar (instantânea) é a derivada da velocidade escalar (instantânea) em relação ao tempo. Exemplos �V � = lim �m = lim ––––– �t → 0 �t → 0 �t A aceleração escalar instantânea é o limite para o qual tende a aceleração escalar média, quando o intervalo de tempo considerado tende a zero. dV � = —– dt s = 10,0 – 4,0t (SI) ds V = –––– = – 4,0m/s (constante) dt dV � = –––– = 0 (constante) dt s = 10,0 + 20,0t – 3,0t2 (SI) ds V = –––– = 20,0 – 6,0t (SI) dt dV � = –––– = –6,0m/s2 (constante) dt s = 2,0t3 + 4,0t2 – 7,0 t + 10,0 (SI) ds V = –––– = 6,0t2 + 8,0t – 7,0 (SI) dt dV � = –––– = 12,0t + 8,0 (SI) dt �V V2 – V1 �m = –––– = –––––––––– �t t2 – t1 m u(�) = –––– = m . s–2 s2 cm u(�) = –––– = cm . s–2 s2 m cm 1 –––– = 102 –––– s2 s2 12 Palavras-chave: Aceleração escalar • Aceleração • Mudança de velocidade C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 27/10/2020 15:14 Página 179 180 FÍSICA 4. Relações entre as grandezas cinemáticas s = f(t) = ––– d V d t (eq. horária) (vel. média) (acel. média) (acel. instantânea) (veloc. instantânea) Vm = ––– Δs Δt V = –––d s d t Δtm = –––ΔV s V indica a posição do móvel (local) traduz a rapidez de movimento traduz a rapidez com que a velo- cidade escalar varia. Os dragsters são veículos destinados a atin gir velo ci dades fantásticas em uma cor ri da de pequena ex ten são (da or - dem de 400m) e de pequena duração (da ordem de 8,0s). O dragster, partindo do repouso, per corre os 400m em um intervalo de tempo de 8,0s, atingindo a in crível velo cidade escalar de 140m/s (504km/h). Sua aceleração escalar média, nesta fase, foi de: m = = (m/s2) m = 17,5m/s2 Como os freios são insu fi cientes para de ter o dragster, na fase de retar da men to, é acio nado um sistema de paraque das que per mi te uma desaceleração em um pequeno intervalo de tempo. �V ––– �t 140 –––– 8,0 � Consideremos uma partícula em movi - mento com função horária do espaço dada por: s = 3,0t3 – 4,0t2 + 10,0 (Sl)a) Cálculo da velocidade escalar média entre os instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s. Para t1 = 0, temos s1 = 10,0m Para t2 = 2,0s, temos: s2 = 3,0 . (2,0) 3– 4,0(2,0)2 + 10,0(m) s2 = 3,0 . 8,0 – 4,0 . 4,0 + 10,0 (m) s2 = 24,0 – 16,0 + 10,0 (m) ⇒ s2 = 18,0m �s s2 – s1 18,0 – 10,0Vm = –––– = ––––––– = ––––––––––– (m/s) �t t2 – t1 2,0 – 0 b) Cálculo da velocidade escalar instantânea nos instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s. Para obtermos a relação V = f(t), basta derivar o espaço em relação ao tem po. ds V = —– = 9,0t2 – 8,0t (SI) dt Para t1 = 0, temos: Para t2 = 2,0s, temos: V2 = 9,0(2,0) 2 – 8,0 . 2,0 (m/s) V2 = 9,0 . 4,0 – 16,0 (m/s) c) Cálculo da aceleração escalar média entre os instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s Para t1 = 0, temos V1 = 0 Para t2 = 2,0s, temos V2 = 20,0m/s Vm = 4,0m/s V1 = 0 V2 = 20,0m/s Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 180 181FÍSICA �V 20,0 – 0 m = –––– = –––––––– (m/s 2) �t 2,0 – 0 d) Cálculo da aceleração escalar instantânea nos instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s. Para obtermos a relação = f(t), basta derivar a veloci dade escalar em relação ao tempo. dV = –––– = 18,0t – 8,0 (SI) dt Para t1 = 0, temos: Para t2 = 2,0s, temos: 2 = 18,0 . 2,0 – 8,0(m/s2) � Durante um teste de aceleração, um carro parte do repou so e sua posição, medida a partir da origem dos espaços, varia com o tempo conforme a relação: s = 2,0t2 (SI) válida para 0 t 10,0s Determine a) a função velocidade escalar – tempo: V = f(t); b) a aceleração escalar do carro; c) a velocidade escalar atingida no instante t = 10,0s; d) a distância percorrida pelo carro no intervalo de t = 0 até t = 10,0s. Resolução a) A função V = f(t) é obtida derivando-se a equação horária: V = = 4,0t (SI) b) A aceleração escalar do carro é obtida derivando-se a função V = f(t): = ⇒ (constante) c) Para t = 10,0s, temos: Vf = 4,0 . 10,0 (m/s) ⇒ d) A distância percorrida pelo carro é dada por: s = 2,0t2 (SI) t1 = 0 ⇒ s1 = 0 t2 = 10,0s ⇒ s2 = 2,0 (10,0) 2 (m) = 200m Respostas:a) V = 4,0t (SI) b) = 4,0m/s2 c) Vf = 40,0m/s d) �s = 200m � (UEL-PR-MODELO ENEM) – A velocidade escalar de um carro está repre sentada em função do tempo na figura abai xo. Podemos concluir que a aceleração escalar média en tre t1 = 0 e t2 = 10,0s é a) nula b) 1,0m/s2 c) 1,5m/s2 d) 2,0m/s2 e) 3,0m/s2 Resolução t1 = 0 ⇒ V1 = 10,0m/s t2 = 10,0s ⇒ V2 = 30,0m/s m = = (m/s 2) Resposta: D (MODELO ENEM) – Observe o texto e a tabela para responder às questões de � a �. Em um teste de retomada de velocidade de um automóvel, foram anotados os seguintes dados: Sabe-se que, quando a aceleração escalar é constante, a veloci da de escalar média entre dois instantes é dada pela média arit mética entre as velocidades escalares nos referidos instantes. � As acelerações escalares médias na 3.a e na 4.a marchas são, respectivamente, iguais a a) 1,25m/s2 e 1,0m/s2 b) 1,0m/s2 e 1,0m/s2 c) 1,25m/s2 e 1,25m/s2 d) 1,5m/s2 e 1,0m/s2 e) 1,0m/s2 e 1,25m/s2 Resolução m = 3.a marcha: �V = 72km/h – 36km/h = 36km/h = 10m/s �t = 8,0s m = = m/s 2 ⇒ 4.a marcha: �V = 108km/h – 72km/h = 36km/h = 10m/s �t = 10,0s m = = (m/s 2) Resposta: A � Na 3.a marcha, podemos afirmar que a) a aceleração escalar se manteve, necessa - riamente, cons tante. b) a aceleração escalar pode ter-se mantido constante. c) a aceleração escalar certamente aumentou. d) a aceleração escalar certamente diminuiu. e) a aceleração escalar variou, podendo ter aumentado ou di minuído. Resolução Vm = = = 15m/s MA = = (m/s) = 15m/s Como Vm = MA, a aceleração escalar pode ter- se mantido constante, porém tal condição, ve - rificada apenas para dois instantes, é condição necessária mas não suficiente para a acele - ração escalar ser constante. Resposta: B � Admitindo-se que, na 4.a marcha, a aceleração escalar se manteve constante, a distância percorrida nos 10,0s de movi mento será igual a: a) 10m b) 120m c) 150m d) 250m e) 500m Resolução Se a aceleração escalar for constante, temos: Vm = = = Resposta: D �s = 250m 20 + 30 –––––––– 2 �s ––––– 10,0 V1 + V2 –––––––– 2 �s ––– �t 10 + 20 –––––––– 2 V1 + V2 –––––––– 2 120m ––––– 8,0s �s ––– �t m = 1,0m/s 2 �V ––– �t 10 ––––– 10,0 �V ––– �t 10 ––– 8,0 m = 1,25m/s 2 m = 10,0m/s 2 �V ––– �t Marcha Variação de velocidade (em km/h) Tempo gasto (em s) Distância percorrida (em metros) 3.a 36 a 72 8,0 120 4.a 72 a 108 10,0 ? m = 2,0m/s 2 30,0 – 10,0 ––––––––––– 10,0 – 0 �V ––– �t �s = s2 – s1 = 200m Vf = 40,0m/s = 4,0m/s2 dV ––– dt ds ––– dt 2 = 28,0m/s2 1 = – 8,0m/s2 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 181 182 FÍSICA � (OPF-MODELO ENEM) – As histórias de super-heróis sem pre foram repletas de feitos incríveis e, entre eles, o sal - vamento no último segundo da mocinha que cai de uma grande altura é um dos mais famosos. Em um dos momentos mais tensos do filme O Espetacular Homem-Aranha 2 – A Ameaça de Electro, o Homem Aranha consegue segurar com sua teia a personagem Gwen Stacy há poucos metros do chão, após ela cair de uma grande altura. Diferentemente de outros filmes de herói, no entanto, Gwen Stacy morre porque a) a temperatura atingida após a queda é muito alta. b a velocidade atingida é muito maior que o valor máximo de veloci dade que o corpo humano suporta. c) a força exercida pela teia do Homem-Aranha foi prati ca - mente nula. d) o deslocamento total foi nulo. e) a desaceleração sofrida foi muito maior do que o valor máximo de aceleração que o corpo humano suporta. RESOLUÇÃO: Existe um limite para a aceleração que um corpo humano pode su portar. Uma pessoa normal pode aguentar uma aceleração máxima de intensidade 5g (50m/s2). Um piloto de caça supersônico é capaz de aguentar uma aceleração máxima de intensidade 9g (90m/s2). Resposta: E � (MODELO ENEM) – Quando um carro esporte está com sua potência máxima, durante os primeiros 20,0s de seu movimento, sua velocidade escalar V pode ser traduzida pela relação: V2 = t t é o tempo de movimento do carro. P = 3,6 . 104 W é a potência do motor do carro. m = 1,2 . 103 kg é a massa do carro. A aceleração escalar média do carro entre os instantes t1 = 0 e t2 = 15,0s a) não pode ser determinada com os dados apresentados. b) vale 1,0m/s2 c) vale 2,0m/s2 d) vale 3,0m/s2 e) vale 4,0m/s2 RESOLUÇÃO: 1) t1 = 0 ⇒ V1 = 0 t2 = 15,0 s ⇒ V2 2 = 2 . . 15,0 (SI) V 2 2 = 900 ⇒ 2) m = = (m/s 2) Resposta: C 2P ––– m 3,6 . 104 –––––––– 1,2 . 103 V2 = 30,0 m/s �V ––– �t 30,0 – 0 –––––––– 15,0 m = 2,0m/s 2 Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 182 183FÍSICA � Rua da Passagem Os automóveis atrapalham o trânsito. Gentileza é fundamental. Não adianta esquentar a cabeça. Menos peso do pé no pedal. O trecho da música, de Lenine e Arnaldo Antunes (1999), ilustra a preocupação com o trânsito nas cidades, motivo de uma campanha publicitária de uma seguradora brasileira. Considere dois automóveis, A e B, respectivamente conduzidos por um motorista imprudente e por um motorista consciente e adepto da campanha citada. Ambos se encontram lado a lado no instante inicial t = 0 s, quando avistam um semáforo amarelo (que indica atenção, parada obrigatória ao se tornar vermelho). O movimento de A e B pode ser analisado por meio do gráfico, que representa a velocidade escalar de cada automóvel em função do tempo. As velocidades escalares dos veículos variam com o tempo em dois intervalos: (I) entre os instantes 10s e 20s; (II) entre os instantes 30s e 40s. De acordo com o gráfico, quais são os módulos das taxas de variação da velocidade escalar do veículo conduzido pelo motorista imprudente, em m/s2, nos intervalos (I) e (II), respectivamente? a) 1,0 e 3,0 b) 2,0 e 1,0 c) 2,0 e 1,5 d) 2,0 e 3,0 e) 10,0 e 30,0 RESOLUÇÃO: 1) O motorista imprudente é o motorista A, que desenvolve velocidade escalar maior. 2) A taxa de variação davelocidade escalar é a aceleração escalar do veículo: = No intervalo de 10s a 20s: A = (m/s 2) = 2,0m/s2 No intervalo de 30s a 40s: ’ A = (m/s 2) = – 3,0m/s2 Resposta: D � (UFMS-MODELO ENEM) – Um carro passa por um radar colocado em uma estrada retilínea. O computador ligado ao radar afere que a equação horária para o movimento do carro é: para s medido em km e t medido em horas. Esta equação é válida até o carro atingir a velocidade escalar de 100km/h, que é a máxima possível, pois o carro é equipado com um limitador de velocidade. Sabe-se que para t = 0 o carro passa diante do radar. Podemos afirmar que a) o radar está no marco zero da estrada. b) se a velocidade escalar máxima permitida na posi ção do ra - dar for de 80,0km/h, o condutor será mul tado por excesso de velocidade. c) até atingir a velocidade escalar de 100km/h, a velocidade escalar aumenta numa taxa de 6,0 km/h em cada hora. d) no instante t = 4,0h, o controlador de ve locidades será acionado. e) no instante t = 1,0h, o carro passará por uma cidade que está localizada a 75,0km do radar. RESOLUÇÃO: a) Falsa. t = 0 ⇒ s = sR = 2,0km b) Falsa. V = = 70,0 + 6,0t � t = 0 ⇒ V = V0 = 70,0 km/h (não será multado) c) Verdadeira. = = 6,0 km/h2 d) Falsa. V = 100 km/h ⇒ 100 = 70,0 + 6,0t1 30,0 = 6,0t1 ⇒ O controlador será acionado no instante t1 = 5,0h e) Falsa. t = 1,0h ⇒ x1 = 75,0km e xR = 2,0km d = x1 – xR = 73,0km A cidade está a 73,0km do radar. Resposta: C �V ––– �t 30 – 10 –––––––– 20 – 10 0 – 30 –––––––– 40 – 30 � ’A � = 3,0m/s2 s = 2,0 + 70,0t + 3,0t2 dx ––– dt t ……. h V …… km/h dV –––– dt t1 = 5,0 h C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 183 184 FÍSICA 1. Quanto à equação horária a) Quando a relação s = f(t) é do 1.o grau, o movi - men to é chamado uniforme. b) Quando a relação s = f(t) é do 2.o grau, o movi - mento é chamado uniforme mente variado. 2. Quanto ao sentido do movimento Neste caso, o espaço (s) é crescente e a velo - cidade escalar (V) é positiva. Neste caso, o espaço (s) é decrescente e a velo - cidade escalar (V) é negativa. 3. Quanto ao módulo da velocidade Neste caso, a velocidade escalar (V) e a aceleração escalar ( ) têm mesmo sinal. Neste caso, a velocidade escalar (V) e a aceleração escalar ( ) têm sinais opostos. Neste caso, a aceleração escalar ( ) será nula. Movimento Retardado: o módulo da velocidade diminui. Movimento Uniforme ⇔ V constante ⇔ = 0 V � 0 e � 0 V � 0 e � 0 Movimento Uniforme: o módulo da velocidade per manece constante. Movimento Acelerado: o módulo da velocidade aumenta. MOVIMENTO ⇔ s decrescente ⇔ V � 0 RETRÓGRADO Movimento Retrógrado: o sentido do movi mento é oposto ao sentido positivo da trajetória. MOVIMENTO ⇔ s crescente ⇔ V � 0 PROGRESSIVO Movimento Progressivo: o sentido do movi mento coincide com o sentido positivo da trajetória. V � 0 e � 0V � 0 e � 0 13 Palavras-chave: Classificação dos movimentos • Progressivo – Retrógrado • Acelerado – Retardado C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 184 185FÍSICA � Uma partícula está em movimento com equação horá ria dos espaços dada, em unidades do SI, por: s = 4,0t2 – 10,0t + 7,0 a) Qual a trajetória da partícula? b) Calcule, no instante t = 1,0s, os valores da veloci dade escalar e da aceleração escalar. c) Classifique o movimento (progressivo ou retró gra do e ace le rado ou retardado) no instante t = 1,0s. Resolução a) A trajetória não está determinada, pois a equa ção horária dos es pa - ços não indica a trajetória do móvel. b) V = 8,0t – 10,0 (SI) = 8,0m/s2 (constante) V1 = –2,0m/st = 1,0s 1 = 8,0m/s2 c) O movimento é retrógrado, porque a velocidade escalar é negativa, e é retarda do, porque a velocidade escalar e a acelera ção escalar têm sinais opostos. Respostas:a) Não está definida. b) –2,0m/s e 8,0m/s2. c) Retrógrado e retardado. � (MODELO ENEM) – Uma bola foi abando nada na Lua, a partir do repouso, de uma altura H acima do solo lunar. Durante a queda da bola, a) sua aceleração é nula. b) seu movimento é progressivo e acelerado. c) seu movimento é retrógrado e acelerado. d) seu movimento é acelerado, podendo ser progressivo ou retrógrado. e) seu movimento é progressivo e retardado. Resolução Durante a queda, a velocidade da bola terá módulo crescente e seu movimento será, certamente, acelerado. O sinal de sua velocidade escalar, que definirá se o movimento é progressivo (V � 0) ou retrógrado (V � 0) não está deter mi nado, pois dependerá da orientação da trajetória. Se a trajetória foi orientada para baixo, teremos V � 0 e o movimento será progressivo. Se a tra jetória foi orientada para cima, teremos V � 0 e o movimento será retrógrado. Resposta: D � (MODELO ENEM) – Um revólver dispara um projétil verti - calmente para cima e sua velo cidade escalar V varia com o tempo t segundo a relação: V = 200 – 10t (SI) O movimento do projétil será retardado durante o intervalo de tempo que vai do instante t1 = 0 até o instante: a) t2 = 5s b) t2 = 10s c) t2 = 20s d) t2 = 40s e) t2 = 50s Resolução O projétil terá movimento retardado enquanto estiver subindo (V � 0), isto é, até o instante t2 em que sua velocidade escalar vai anular-se: V = 0 200 – 10 t2 = 0 ⇒ 10 t2 = 200 Resposta: C � O gráfico a seguir representa a altura h em função do tem po t para um projétil lançado verticalmente para cima a partir do solo terrestre, que é tomado como referencial. O gráfico tem a forma de um arco de parábola. a) O que ocorre no instante t = t2? b) Classifique o movimento nos instantes t1 e t3 como progressivo ou retrógrado e acelerado ou retardado. t2 = 20s A classificação de um movimento, quanto ao sinal da velocidade escalar (V), está re la - cionada com o. sentido do movimento. O ônibus, ao aproximar-se do ponto pa ra dei xar o passageiro, efetua um movimento retar dado até parar. Na largada de uma corrida, os automóveis descrevem movimentos acelerados. Exercícios Resolvidos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 185 186 FÍSICA Resolução a) No instante t = t2 (vértice da parábola), temos o ponto de inversão do movimento e a velocidade é nula. b) 1) No gráfico espaço x tempo, a ace - leração escalar será positiva ou nega - tiva conforme a parábola tenha conca - vidade para cima ou para baixo, res - pec tivamente. 2) No gráfico espaço x tempo, a veloci - dade escalar será positiva ou ne ga tiva conforme o espaço seja crescente ou decrescente, respecti va mente. 3) instante t1 progressivo e retardado. instante t3 retrógrado e acelerado. Respostas: a) velocidade nula b) t1: progressivo e retardado t3: retrógrado e acelerado � (MODELO ENEM) – A velocidade escalar de um carro va ria com o tem po de acordo com o gráfico a seguir. O movimento é a) retardado no intervalo de tempo de t1 a t4. b) retardado no intervalo de tempo de t0 a t2. c) retardado somente no intervalo de tempo de t3 a t4. d) acelerado no intervalo de tempo de t2 a t3. e) acelerado no intervalo de tempo de t1 a t2. Resolução 1) A velocidade escalar é positiva quando o grá - fico V = f(t) estiver acima do eixo dos tem pos. 2) A velocidade escalar é negativa quando o grá - fico V = f(t) estiver abaixo do eixo dos tem - pos. 3) A aceleração escalar é positiva quando a função V = f(t) for crescente. 4) A aceleração escalar é negativa quando a função V = f(t) for decrescente. t0 → t1 progressivo e retardado. t1 → t2 retrógrado e acelerado. t3 → t4 retrógrado e retardado. Resposta: E (MODELO ENEM) – Um carro está-se movimen tan do em uma rodovia retilínea e sua posição x determinada pelo marco quilométrico da estrada, num certo intervalo de tempo, é defi ni da pelo gráfico a seguir, formado por dois arcos de parábola com vértices nos instantes t = 0 e t = t2. A análise do gráfico nos permite concluir: a) No intervalo de tempo de 0 a t1, o movi - mento do carro é progressivo e retardado. b) No intervalo de tempo de 0 a t1, o movi - mento do carro é retrógrado e acelerado.c) No intervalo de tempo entre t1 e t2, o movi - mento do carro é progressivo e acelerado. d) No intervalo de tempo entre t1 e t2, o movi - mento do carro é progressivo e retardado. e) No intervalo de tempo entre t1 e t2, o movi - mento do carro é retrógrado e acelerado. Resolução 1) O sinal da velocidade escalar V será positi - vo ou negativo con forme o espaço seja crescente ou decrescente, respec tiva men - te. 2) O sinal de aceleração escalar será positivo ou negativo conforme o arco de parábola tenha concavidade para cima (0 a t1) ou para baixo (t1 a t2), respectivamente. 3) Intervalo de 0 e t1: Espaço crescente: V � 0 Arco de parábola com concavidade para cima: � 0 Sendo V � 0, o movimento é progressivo: Como V e têm o mesmo sinal, o movimento é acelerado. 4) Intervalo de t1 a t2: Espaço crescente: V � 0 Arco de parábola com concavidade para baixo: � 0 Sendo V � 0, o movimento é progressivo. Como V e têm sinais opostos, o movimento é retardado. Resposta: D V � 0 � 0 � V � 0 � 0 � V � 0 � � 0 V � 0 � � 0 V � 0 � � 0 � Um móvel desloca-se em uma trajetória retilínea com equa - ção horária do espaço dada por: x = 4,0 + 2,0t – 2,0t2 (SI) No instante t = 1,0s, o movimento é a) uniforme e retrógrado. b) progressivo e acelerado. c) retrógrado e acelerado. d) progressivo e retardado. e) retrógrado e retardado. RESOLUÇÃO: V = 2,0 – 4,0t = – 4,0m/s2 (constante) t = 1,0s ⇒ V = – 2,0m/s e = – 4,0m/s2 movimento retrógrado e acelerado (V � 0) (V e com sinais iguais) Resposta: C Exercícios Propostos C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 186 187FÍSICA � (USS-RJ-MODELO ENEM) Com relação à historinha acima, digamos que a limu sine passe por dois quebra-molas seguidos, nos ins tantes t1 e t2. Qual é o gráfico que melhor descreve a velocidade do veículo no trecho considerado? RESOLUÇÃO Antes de chegar ao primeiro quebra-molas (instante t1), o carro deve frear e o módulo de sua velocidade vai diminuir. Imediatamente após passar o primeiro quebra-molas, o carro ace - lera e o módulo de sua velocidade aumenta. Antes de chegar ao segundo quebra-molas (instante t2), o carro vol ta a frear e o módulo de sua velocidade volta a diminuir. Ime - diatamente após passar o segundo quebra-molas, o carro volta a acelerar e o módulo de sua velocidade volta a aumentar. Esta sequência de eventos ocorre na opção A. Resposta: A � O gráfico representa o espaço em função do tempo para uma partícula que se desloca ao longo de uma trajetória retilínea. O trecho OA é retilíneo e os trechos AB, BCD e DEF são arcos de parábola com eixos de simetria paralelos ao eixo Ox. Classifique os movimentos nos trechos: a) OA b) AB c) BC d) CD e) DE f) EF RESOLUÇÃO: a) OA: Movimento uniforme e progressivo (V � 0). b) AB: MUV (arco de parábola) progressivo (espaço crescente) acelerado (V � 0 e � 0). c) BC: MUV; progressivo (V � 0) e retardado (V � 0 e � 0). d) CD: MUV; retrógrado (V � 0) e acelerado (V � 0 e � 0). e) DE: MUV; retrógrado (V � 0) e retardado (V � 0 e � 0). f) EF: MUV; progressivo (V � 0) e acelerado (V � 0 e � 0). C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 187 188 FÍSICA � (MODELO ENEM) – Um jogador de basquete parte de uma das extremidades da quadra e se movimenta em trajetória retilínea com sua velocidade escalar variando com o tempo, conforme o gráfico a seguir. A respeito do movimento do atleta, podemos afirmar que a) é sempre progressivo. b) é acelerado nos intervalos de 0 a 6,0s e de 9,0s a 12,0s. c) é retardado no intervalo de 9,0s a 12,0s. d) é retardado em todo o intervalo em que a aceleração escalar é negativa. e) somente é acelerado no intervalo em que a aceleração escalar é positiva. RESOLUÇÃO: De 0 a 6,0s, o movimento é progressivo porque V > 0 e é acelerado porque V aumentou (V > 0 e > 0). De 6,0s a 9,0s, o movimento é progressivo porque V > 0 e é retar - dado porque V diminuiu (V > 0 e < 0). De 9,0s a 12,0s, o movimento é retrógrado porque V < 0 e é acele - rado porque V aumentou (V < 0 e < 0). a) Falsa. É progressivo de 0 a 9,0s e retrógrado de 9,0s em diante. b) Verdadeira. c) Falsa. É acelerado. d) Falsa. A aceleração escalar é negativa de 6,0s a 12,0s e de 9,0s a 12,0s o movimento é acelerado. e) Falsa. De 9,0s a 12,0s, é acelerado e < 0. Resposta: B C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 188 189FÍSICA 1. Definição Um movimento é chamado uniforme quando a rela - ção espaço-tempo é do 1.o grau, isto é, da forma: em que A e B são parâmetros constantes com B ≠ 0. 2. Parâmetro A Para t = 0 (origem dos tempos), temos s0 = A e, por - tanto: O parâmetro A representa o espaço inicial. 3. Parâmetro B A velocidade escalar V é dada por: ds V = ––– = 0 + B ⇒ dt O parâmetro B representa a velocidade escalar. 4. Propriedades do movimento uniforme a) Equação horária do espaço: b) A velocidade escalar média é igual à velocidade escalar instantânea, é constante e diferente de zero. c) A aceleração escalar média é igual à aceleração escalar instantânea, é cons tante e igual a zero. d) O movimento pode ser progressivo (V � 0) ou retrógrado (V � 0), porém não é nem acelerado nem retardado, pois a velocidade escalar é constante ( = 0). 5. A denominação uniforme deriva do fato de a velo - cidade escalar ser constante, isto é, é um movimento que se processa sempre da mesma forma, com o móvel percorrendo distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. 6. Podemos ter movimento uniforme em qualquer tra - jetória. 7. Gráficos do movimento uniforme �s Vm = V = —– = constante ≠ 0 �t m = = constante = 0 s = s0 + Vt B = V A = s0 s = A + Bt 14 a 16 Palavras-chave: Movimento uniforme • Velocidade constante • Aceleração nula Um paraquedista, partindo do re pou so e em trajetória vertical, tem uma fa se inicial de movi men to acele rado (pra ti ca - mente uma queda livre) com o para que das fecha do; em segui - da, uma fase de movi mento re - tar dado, com a aber tura do para que das, e final men te atin - ge uma veloci dade escalar limite da ordem de 5,0m/s (18km/h) que é man ti da constante. Assim, após atingir a velocidade esca lar limite, o para quedista assu me um movi mento uni forme. Uma nave espacial, com o sis te - ma de jatos desligados e afastada de outros corpos celestes, desloca-se em linha reta com ve - lo cidade es calar cons tan te, isto é, em mo vi mento unifor me. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 189 190 FÍSICA 8. Interpretações gráficas a) Gráfico espaço x tempo: b) Gráfico velocidade escalar x tempo: �s tg � N= –––– = V �t No gráfico espaço x tempo, a declividade da reta s = f(t) mede a velocidade escalar. Área N= V . �t = �s No gráfico velocidade escalar x tempo, a área sob o gráfico mede a variação de espaço �s. � (UFSUL-MG-MODELO ENEM) – Ao pla nejar uma viagem entre as cidades de Catan duva e Ibirá, um motorista observa o mapa das rodovias e traça seu trajeto conforme mostra o diagrama abaixo: No trecho duplicado, a velocidade segura e limite da rodovia é de 110km/h, enquanto no trecho com pista simples, é de 80km/h. Man - tendo a velocidade escalar constante e sempre igual à velocidade escalar limite das rodovias, quanto tempo ele gastará para realizar a viagem? a) 25 min b) 28 min c) 33 min d) 40 min e) 50 min Resolução 1) No trecho duplicado: �s = Vt (MU) 27,5 = 110T1 ⇒ 2) No trecho com pista simples: �s = Vt (MU) 24,0 = 80T2 ⇒ 3) T = T1 + T2 = 0,25h + 0,30h T = 0,55h = 0,55 . 60 min Resposta: C (PISA-MODELO ENEM) – VOO ESPACIAL Questões de � a �. A estação espacial Mir perma ne ceu em órbita por 15 anos e deu cerca de 87 600 voltas em torno da Terra durante o tempo em que esteve no espaço. A permanência mais longa de um astronauta na Mir foi de, aproxi mada - mente, 680 dias. � Aproximadamente, quantas voltas este astronauta deu ao redor da Terra? a) 110 b) 1100 c) 11000 d) 110 000 e) 1100000 Resolução 87 600 ———— 15. 365 x ———— 680 x = = 10880 Resposta: C � A massa total da Mir é de 143000kg. Quan do a Mir retornou à Terra, cerca de 80% da estação queimou-se ao atravessar a atmosfera. O restante quebrou-se em aproximadamente 1500 pedaços e caiu no Oceano Pacífico. Qual é a massa média dos pedaços que caíram no Oceano Pacífico? a) 19kg b) 76kg c) 95kg d) 480kg e) 500kg Resolução M’ = 0,20M = 0,20 . 143 000kg = 28 600kg m = = kg � 19kg Resposta: A � A Mir girou ao redor da Terra a uma altura de, aproxima da mente, 400 quilômetros. O diâmetro da Terra mede cerca de 12700km e sua circun - ferência, cerca de 40000km. Estime a distância total que a Mir percorreu durante as 87600 voltas realizadas enquanto estava em órbita. Adote π = 3 Dê a resposta em km, com notação científica e com dois algaris mos significativos. a) 3,1 . 109km b) 3,5 . 109km c) 3,7 . 109km d) 4,2 . 109km e) 3,5 . 1010km Resolução R = RT + h = 6350km + 400km = 6 750km C = 2πR = 6 . 6750km = 40500km �s = n C = 87600 . 40500km 28600 –––––– 1500 M’ –––– 1500 680 . 87600 –––––––––––– 15 . 365 T1 = 0,25h Catanduva km 0 Trecho duplicado km 27,5 km 51,5 Trecho com pista simples Ibirá T2 = 0,30h T = 33min Exercícios Resolvidos – Módulo 14 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 190 191FÍSICA �s = 3548.105km �s = 3548.106km Resposta: B � (VUNESP-MODELO ENEM) – Conhecida pelo nome de seu ideali zador, a sonda de Behm determinava com precisão a profundidade do leito oceânico. Consistia em um cartucho explosivo que era detonado na água, em um dos lados do casco do navio. O abalo pro du zido, propagan do-se na água, atingia o leito do mar e refletia-se para a superfície, onde, do outro lado da embar cação, um microfone protegido do som inicial pelo casco do navio recolhia o eco proveniente do fun do. Um navio em águas oceânicas, após detonar uma sonda, registra o eco 1,2s após a detonação. Sa ben do-se que o módulo da veloci dade de propa ga ção do som na água do mar é 1,4 . 103m/s, a pro fun didade local do leito é, aproxima da mente: a) 260m b) 420m c) 840m d) 1 260m e) 1 680m Resolução 1) O intervalo de tempo dado (1,2s) é o tempo gasto pelo abalo para ir até o fundo do mar e voltar. Portanto, o tempo gasto para percorrer a pro fundidade d do ocea no é apenas a metade, 0,60s. 2) �s = Vt (MU) d = 1,4 . 103 . 0,60(m) Resposta: C (VUNESP-FACISB-MODELO ENEM) – A figura indica um deserto de areia em região totalmente plana e uma estrada reta e asfal - tada. A menor distância entre o ponto P e a estrada é de 15km, e a menor distância entre P e o hospital, localizado na estrada e indicado por H, é de 25km. Um veículo de resgate se desloca com velocidade escalar constante de 30km/h sobre as areias do deserto e de 50km/h sobre a estrada asfaltada. Estando em P, o veículo de resgate deve escolher uma, dentre duas opções de percur - so, para chegar ao hospital no menor tempo. As opções são: l. rumar pelo menor caminho até a estrada e depois seguir por ela até H; ll. rumar diretamente pelo menor caminho entre P e H. Comparando-se as duas opções de percurso, é correto afirmar que a) I economizará 2 minutos em relação a ll. b) l economizará 4 minutos em relação a II. c) ll economizará 4 minuto em relação a l. d) l economizará 3 minutos em relação a ll. e) lI economizará 3 minutos em relação a l. Resolução 1) Trajeto PAH De P para A: VD = ⇔ 30 = ⇒ De A para H: VE= ⇔ 50 = ⇒ 2) Trajeto PH VD = ⇔ 30 = T’ = h ⇒ 3) ΔT = T’ – T ΔT = 50 min – 54 min Resposta: C (UNESP-MODELO ENEM) – O limite máximo de velocidade para veículos leves na pista expressa da Av. das Nações Unidas, em São Paulo, foi recentemente ampliado de 70km/h para 90km/h. O trecho dessa avenida conhecido como Marginal Pinheiros possui extensão de 22,5km. Comparando-se os limi - tes antigo e novo de velocidades, a redução má xima de tempo que um motorista de veículo leve poderá conseguir ao percorrer toda a ex - ten são da Marginal Pinheiros pela pista expres - sa, nas velocidades máximas permiti das, será de, aproximadamente, a) 1 minuto e 7 segundos. b) 4 minutos e 33 segundos. c) 3 minutos e 45 segundos. d) 3 minutos e 33 segundos. e) 4 minutos e 17 segundos. Resolução 1) Com velocidade escalar V1 = 70km/h d = V1 . �t1 �t1 = � 2) Com velocidade escalar V2 = 90km/h �t2 = � 3) Redução de tempo: ΔT ΔT = �t1 – �t2 ΔT = – = d � – � ΔT = d � � Usando-se os valores dados: ΔT = 22,5 .� � h ΔT = 22,5 . . 60min � 4,28min ΔT = 4min + 0,28 . 60s Resposta: E � (UFT-MODELO ENEM) – Em uma tem - pes tade, o som da descarga atmos férica é observado depois de seu respectivo clarão, que acon tece quase que instantaneamente. Foi obser vado inicialmente que havia um tempo médio de 7s de atraso entre os clarões e seus respectivos sons. Após 1 minuto, o tempo mé dio de atraso passou a ser de 13s. Consi deran do-se que o módulo da velocidade de propa gação do som na atmosfera é de aproxi ma damente 340m/s, podemos afirmar: a) A tempestade está-se aproximando do observador com uma velocidade de módulo 22m/s. b) A tempestade está parada em relação ao observador. c) A tempestade está-se afastando do obser - vador com uma velocidade de módulo 22m/s. d) A tempestade está-se afastando do obser - vador com uma velocidade de módulo 34m/s. Resolução 1) Distância inicial do local do raio ao observa - dor: d1 = Vsom . T1 2) Distância final do local do raio ao observa - dor: d2 = Vsom . T2 3) Velocidade com que a tempestade se afasta do observador: V = = V = V = (m/s) Resposta: D � (MODELO ENEM) –“A Ecografia é um mé - todo utilizado na Medicina para a determinação de detalhes no interior do corpo humano, em particular a determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano. �s = 3,5 . 109km d = 8,4 . 102m Estrada DesertoP A H 15 km 25 km �s ––– �t 15 –––– T1 T1 = 0,5h �s ––– �t 20 –––– T1 T2 = 0,4h T = T1 + T2 = 0,90h = 54min �s ––– �t 25 –––– T’ 25 –––– 30 T’ = h = 50min 5 –– 6 ΔT = –4min d ––– V1 d ––– V2 d ––– V1 d ––– V2 1 ––– V1 1 ––– V2 V2 – V1––––––– V1 . V2 90 – 70 ––––––– 70 . 90 20 ––––– 6300 ΔT � 4min + 17 segundos �d ––– �t d2 – d1 ––––––– �t Vsom (T2 – T1)–––––––––––––– �t 340 . (13 – 7) ––––––––––––– 60 V = 34m/s C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 191 192 FÍSICA Um aparelho emissor de ultrassons de frequên cias da ordem de 30MHz é colocado em con tato com a superfície da pele. O ultrassom emitido é refletido nas superfícies que separam um órgão do outro e é captado de volta no aparelho, que mede o intervalo de tempo �t entre a emissão do ultrassom e a recepção de seu eco.” Dados: Δt1 = intervalo de tempo para o eco do órgão 1. Δt2 = intervalo de tempo para o eco do órgão 2. V1 = módulo da velocidade do ultrassom no tecido 1. V2 = módulo da velocidade do ultrassom no tecido 2. A distância D entre os dois órgãos é calculada pela relação: a) D = b) D = � � . (Δt2 – Δt1) c) D = � � . (Δt2 – Δt1) d) D = e) D = Resolução No tecido (2): V2 = Resposta: D V2 . (Δt2 + Δt1) ––––––––––––– 2 V1 + V2 ––––––– 2 V1 – V2 ––––––– 2 V2 . (Δt2 – Δt1) ––––––––––––– 2 V1 . (Δt2 – Δt1)––––––––––––– 2 2D –––––––– Δt2 – Δt1 V2 . (Δt2 – Δt1) D = –––––––––––––– 2 � (FATEC-SP-MODELO ENEM) – Esportes de aventura têm cada vez mais se popularizado e profissionais desse ramo, ao mesmo tempo em que atuam como guias turísticos, fazem um trabalho de conscien tização ambiental. Um desses esportes é o rafting, que consiste basicamente em um grupo de pessoas descer uma corredeira dentro de um bote inflável. Certa vez, a guia Camile, treinando para um rali de aventura, pediu ao seu amigo Matteo que medisse a velocidade escalar média do bote utilizado por ela em um certo trecho do rio. Matteo, como bom estu dante de Fí si ca, observou que a tra - jetória do bote era paralela às mar gens, e que sua velocidade escalar de descida em relação às margens era de 8,0m/s. Supondo-se que essa situação não sofresse alteração e consi - de rando-se a velocidade escalarconstante em todo o trecho do rali com exten são de 36,0km, Camile e seu grupo percor - reriam, descendo o rio, o trajeto em, aproxima damente, a) 1h 15 min b) 2h 25 min c) 4h 25 min d) 5h 45 min e) 6h 55 min RESOLUÇÃO: Sendo a velocidade escalar constante: �s = V t (MU) 36,0 . 103 = 8,0T T = 4,5 . 103s = h T = 1,25h T = 1h + 0,25h Resposta: A � – Em apresentações musicais realizadas em espaços onde o público fica longe do palco, é ne ces sária a insta lação de alto-falantes adicio - nais a grandes distâncias, além daqueles localizados nos palcos. Como a velocidade com que o som se propaga no ar (Vsom = 3,4.10 2m/s) é muito menor que a velocidade com que o sinal se propaga nos cabos (Vsinal = 2,6 .10 8m/s) é necessário atrasar o sinal elétrico de modo que esse chegue pelo cabo no mesmo instante em que o som vindo do palco. Para tentar solucionar esse problema, um técnico sugeriu a colocação de um cabo elétrico suficiente para o sinal chegar ao mesmo tempo que o som, em um alto-falante que está a uma distância de 680 m do palco. Essa solução é inviável, pois seria necessário um cabo elétrico de comprimento mais próximo de: a) 1,1 . 103km b) 8,9 . 104 km c) 1,3 . 105 km d) 5,2 . 105 km e) 6,0 . 1013 km RESOLUÇÃO: 1) Para o som: Δs = V t 680 = 340t1 2) Para o sinal elétrico: Δs = V t L = 2,6 . 108 . 2,0 (m) Resposta: D 4,5 . 103 –––––––– 3600 T = 1h + 15 min t1 = 2,0s L = 5,2 . 108m L = 5,2 . 105km Exercícios Propostos – Módulo 14 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 192 193FÍSICA � – Uma empresa de transporte precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística anali - sa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80km/h e a distân - cia a ser per corrida é de 80km. No segundo trecho, cujo com - pri mento vale 60km, a velocidade máxima permitida é 120km/h. Supondo-se que as condições de trânsito sejam favoráveis pa - ra que o veículo da empresa ande continuamente na veloci - dade máxima permitida, qual será o tempo neces sário, em ho - ras, para a realização da entrega? a) 0,7 b) 1,4 c) 1,5 d) 2,0 e) 3,0 RESOLUÇÃO: Com o veículo movimentando-se sempre com a velo cidade máxima em cada trajeto, temos: V1 = 80 = ⇒ V2 = 120 = ⇒ ∴ �ttotal = �t1 + �t2 = 1,0h + 0,50h Resposta: C � (UFRN-MODELO ENEM) – Em uma noite chuvosa, do al - pen dre de sua casa, um estudante via relâmpagos e ouvia tro - vões. Então, teve curiosidade de saber a que distância dele esta vam ocorrendo esses fenômenos. Ele verificou que havia um intervalo de 5,0 segundos entre ver a luz do relâmpago e ouvir o som do trovão. Se a velocidade do som no ar tem módulo de 340m/s e o estudante percebe o relâmpago quase ao mesmo tempo em que este ocorre, é correto afirmar que a distância entre o local do relâmpago e a casa do estudante é de a) 170m b) 680m c) 1700m d) 3400m e) 6800m RESOLUÇÃO: �s = Vt d = 340 . 5,0m Resposta: C �S1 ––––– �t1 �t1 = 1,0h 80 ––––– �t1 �S2 ––––– �t2 �t2 = 0,50h 60 ––––– �t2 �ttotal = 1,5h d = 1700m C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 193 194 FÍSICA � Um trem possui 12 vagões de 10m de com pri mento ca da um e uma locomotiva de 15m de comprimento. Sua velocidade es calar é cons tante e igual a 45m/s. Deter mine em quanto tempo o trem ultrapassa com ple ta mente a) um poste ao lado da ferrovia; b) a plataforma de 90m de comprimento de uma es tação ferro viária. Resolução LTREM = 12 . 10 + 15 (m) ⇒ LTREM = 135m a) Para ultrapassar um poste: �sTREM = LTREM + Lposte Como Lposte �� LTREM �sTREM � LTREM = 135m �t = � (s) b) �sTREM = LTREM + Lplataforma = 225m �t = = (s) � (UFSC-MODELO ENEM) – Um trem A, de 150m de compri men to, deslocando-se de Sul para Norte, começa a atraves sar uma ponte férrea de pista dupla com trilhos retilí neos, no mesmo instante em que outro trem, B, de 500m de compri men to, que se desloca de Norte para Sul, inicia a traves sia da mesma ponte. O maquinista do trem A observa que seu trem se desloca com velocidade constante de mó - dulo 36km/h, enquanto o maqui nis ta do trem B verifica que seu trem está com veloci dade cons tan te de módulo 72km/h, ambas as veloci - dades medidas em relação ao solo. Um obser - va dor, situado em uma das extremi dades da ponte, observa que os trens completam a tra - ves sia da ponte no mesmo intervalo de tempo. Assinale a proposição correta. a) Como o trem B tem uma velocidade, em módulo, igual ao dobro da velocidade do trem A, é impossível que gastem o mesmo tempo para atravessar a ponte. b) Não podemos calcular o comprimento da ponte, pois não foi dado o tempo gasto pelos trens para atravessá-la. c) O comprimento da ponte é de 125m. d) O tempo gasto pelos trens para atravessar a ponte é de 15s. e) O comprimento da ponte é de 200m e o tempo gasto pelos trens para atravessá-la é de 35s. Resolução O trem começa a atravessar a ponte quando sua dianteira está no início da ponte e termina de atravessá-la quando sua traseira está no final da ponte. A distância total percorrida pelo trem na traves - sia da ponte é a soma de seu comprimento com o da ponte. VT = = ⇒ De acordo com o enunciado temos: �tA = �tB = = 300 + 2LP = 500 + LP e �t = (s) Resposta: E � (MODELO ENEM) – Em uma rua escura, está acesa uma única lâmpada L a uma altura H do solo horizontal. Uma pessoa de altura h caminha em trajetória re ti lí nea com velocidade constante de módulo V, em relação ao solo. Seja S a sombra de sua cabeça projetada no solo. A velocidade de S, em relação ao solo, tem módulo a) variável. b) igual a V. c) igual a V. d) igual a V. e) igual a . Resolução Tomando-se o ponto A como origem dos es pa - ços e orientando-se a trajetória de A para S, te - mos: —– AB = espaço no movimento da pessoa: sP —– AS = espaço no movimento da sombra da ca beça: sS Da semelhança dos triângulos ALS e BCS, vem: Porém : ––– LA = H; ––– CB = h; ––– AS = sS; ––– BS = sS – sP H sSPortanto : —– = —–—— h sS – sP H (sS – sP) = h sS H sS – Hsp = hsS sS (H – h) = HsP H sS = —––– sPH – h Dividindo-se os dois membros pelo intervalo de tempo �t, vem: Resposta: B � A distância que separa dois automóveis, num dado ins tante (t0), é 50km. Ambos per - correm a mesma estrada retilínea, no mesmo sentido com movimentos uniformes. O carro da frente tem velocidade escalar de 60km/h e o de trás, 70km/h. a) Determine após quanto tempo o de trás alcançará o da frente. b) Quantos quilômetros deverá andar o de trás até alcançar o da frente? Resolução a) (H – h) ——— H H — h H ——— H – h �t = 35s 150 + 200 –––––––––– 10 LP = 200m 500 + LP–––––––– 20 150 + LP–––––––– 10 LB + LP–––––––– VB LA + LP–––––––– VA LT + LP �t = –––––––– VT LT + LP–––––––– �t �s ––– �t �t = 5,0s 225 ––––– 45 �sTREM––––––– V �t � 3,0s 135 ––––– 45 �sTREM––––––– V —– LA —– AS –––– = ––––—– CB —– BS H Vs = —––— VH – h Exercícios Resolvidos – Módulo 15 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 194 195FÍSICA Adotando-se como origem dos espaços a posição do corpo A no instante t0: SA = S0 + VAt ⇒ SA = 70t (S em km; t em h) SB = S0 + VBt ⇒ SB = 50 + 60t (S em km; t em h) No encontro: SA = SB 70tE = 50 + 60 . tE ⇒ 10tE = 50 tE = 5,0h b) �sA = VA tE �sA = 70 . 5,0 (km) (PISA-MODELO ENEM) – Texto para as ques tões de � a . À VOLTA DA MONTANHA Desde sempre que os textos de matemática incluem problemas para os leitores resolverem. O problema seguinte é adaptado de um livro de matemática de um autor chinês do século V. O li é uma antiga unidade de medida de com primento chinesa. Cada li equivalia a, aproxima damente, 500 metros. � Uma estrada circular à volta de uma montanha tem 300 li de com primento. Três pessoas, A, B e C, percorrem a estrada. A pessoa A caminha 150 li por dia, a pessoa B, 120 lipor dia e a pessoa C, 90 li por dia. Se partirem todas do mesmo ponto, ao mesmo tempo, e caminharem no mesmo sentido, ao fim de quantos dias voltarão a encontrar-se no ponto de partida pela primeira vez? a) 5d b) 8d c) 10d d) 12d e) 15d Resolução V = 150 = ⇒ 120 = ⇒ 90 = ⇒ Para que as três pessoas se encontrem no ponto de partida, o intervalo de tempo deve ser múltiplo dos três períodos. Isto ocorre para �t = 10d A pessoa A terá dado 5 voltas, a pessoa B, 4 voltas e a pessoa C, 3 voltas. Resposta: C Imagine que existisse uma quarta pessoa, D, que partisse do mes mo ponto, ao mesmo tempo, caminhando por dia sempre a mes ma distância, mas em sentido contrário. D encontraria C ao fim de dois dias. A velocidade escalar de D, medida em li por dia, seria de: a) 150 b) 90 c) 60 d) 40 e) 30 Resolução Para o encontro, devemos ter �sD + �sC = C VD �t + VC �t = C VD + VC = VD + 90 = Resposta: C As pessoas B e D, partindo juntas de uma mesma posição X, em sentidos opostos, com as velocidades anteriormente citadas, voltarão a se encontrar na mesma posição X após: a) 2d b) 3d c) 5d d) 6d e) 8d Resolução VD = ⇒ 60 = ⇒ TE = mmc (TB e TD) = mmc (2,5d; 5d) = 5d Resposta: C �sA = 350km C –– T 300 –––– TA TA = 2d 300 –––– TB TB = 2,5d 300 –––– TC 10d TC = –––– 3 C ––– �t 300 –––– 2 VD = 60li/d �s ––– �t 300 –––– TD TD = 5d � (VUNESP-MODELO ENEM) – Na entrada do porto, todos os navios devem cruzar um estreito canal de 300m de extensão. Como medida de segurança, essa travessia deve ser realizada com velocidade escalar máxima de 6,0m/s. Um navio de 120m de comprimento, movendo-se com a máxima velocidade permitida, ao realizar a travessia completa desse canal, demorará um tempo, em s, de: a) 20 b) 30 c) 40 d) 60 e) 70 RESOLUÇÃO: V = = 6,0 = �t = (s) ⇒ Resposta: E �s ––– �t LN + LC ––––––––– �t 120 + 300 ––––––––– �t 420 –––– 6,0 �t = 70s Exercícios Propostos – Módulo 15 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 195 196 FÍSICA � (AFA-MODELO ENEM) – Em uma das cenas de deter - minado filme, um vilão dispara um tiro de pistola contra o herói, que, habilidosamente, desvia do projétil. Sabendo-se que a distância entre a arma e o herói é de 34,0m e que o projétil sai da arma com uma velocidade de módulo 330m/s, o tempo para que o herói pense e execute o movimento de esquiva do projétil, será, em milésimos de segundo, mais próximo de: a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 5,0 RESOLUÇÃO: d = VS T1 ⇒ VP T2 T1 = e T2 = �T = T2 – T1 = – = �T = 34,0 (s) �T = s = (ms) Resposta: C � (MODELO ENEM) – Duas formigas se movem em linha reta e com velocidades constantes ao longo de uma régua centimetrada. Na figura estão indicadas as velocidades escalares das formigas e as posições que ocupavam num certo instante. Determine a posição do encontro entre as duas formigas. a) 16cm b) 17cm c) 18cm d) 19cm e) 20cm RESOLUÇÃO: 1) s = s0 + V t s1 = 10 + 5,0 t � t em segundoss2 = 14 + 3,0 t s em centímetros s1 = s2 10 + 5,0 tE = 14 + 3,0 tE 2,0 tE = 4,0 ⇒ 2) t = tE = 2,0s ⇔ s1 = sE sE = 10 + 5,0 . 2,0 (cm) ⇒ Resposta: E � (FUVEST-MODELO ENEM) – Marta e Pedro combinaram en contrar-se em um certo ponto de uma autoestrada plana, para seguirem viagem juntos. Marta, ao passar pelo marco zero da estrada, constatou que, mantendo uma velocidade escalar constante de 80km/h, chegaria na hora certa ao ponto de encontro combinado. No entanto, quando ela já estava no marco do quilômetro 10, ficou sabendo que Pedro tinha se atrasado e, só então, estava passando pelo marco zero, pretendendo continuar sua viagem a uma velocidade escalar constante de 100km/h. Mantendo essas velocidades, seria previsível que os dois amigos se encontrassem próximos a um marco da estrada com indicação de: a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: Para o encontro: sMarta = sPedro 10 + 80tE = 100tE 20tE = 10 Quando t = tE = 0,50h: sPedro = sE sE = 100 . 0,50 (km) Resposta: D d ––––– VP d ––––– VP d ––––– VP d ––––– VS d(VS – VP)––––––––––– VP VS (340 – 330) ––––––––––– 340 . 330 1 –––– 330 1000 ––––– 330 �T = 3,1ms Considere a velocidade do som no ar com módulo igual a 340m/s e admita que o projétil se movimente em linha reta com velocidade constante (isto é despreze o efeito da gravidade e o efeito do ar) tE = 2,0 s sE = 20 cm km 20 km 30 km 40 km 50 km 60 sMarta = 10 + 80t sPedro = 100t � t em h s em km tE = 0,50h sE = 50km C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 27/10/2020 15:16 Página 196 197FÍSICA � O gráfico a seguir representa o espaço (s) de um atle ta em função do tempo de trajeto (t). Assinale a opção correta: a) A trajetória descrita pelo atle ta é retilínea; b) A velocidade escalar do atle ta é crescente; c) O atleta partiu da origem dos espaços; d) A velocidade escalar do atleta, no instante t = 5s, vale 2m/s; e) A distância percorrida pelo atleta, no inter - valo de 0 a 10s, vale 30m. Resolução a) Falsa, pois com os dados fornecidos a trajetória está inde terminada. b) Falsa. Sendo o movimento uniforme (diagra ma s x t é cons ti tuído de uma reta inclinada), a velocidade escalar é cons tante. c) Falsa. A posição inicial do atleta é tal que s0 = 10m. d) Verdadeira. V = = (m/s) e) Falsa. No movimento progressivo: d =�s = V . �t = 2 . 10 (m) ⇒ d = 20m Resposta: D � (PISA-MODELO ENEM) MEDINDO O TEMPO COM VELAS Tanto quanto se sa be, no século IX, o rei de Ingla terra, Alfred, o Grande, in ven tou um pro - ces so de medir o tem po com velas. Utili zou 6 velas cilín dricas, todas com mesmo diâ me tro e mes ma altura, e graduou cada uma delas ao longo da sua altu ra, co locan do marcas de 2,5cm em 2,5cm. As velas eram colocadas den tro de uma proteção, como a da fo to grafia, para evitar o contato com o ven to. As 6 velas quei mavam suces siva mente e, quando a última se apa gava, tinham passado as 24 horas do dia. Ve rificou que uma vela ardia 2,5cm em 20 mi nutos, de um modo uniforme. O gráfico que melhor representa a altura h de cada vela em função do tempo t em que a vela queima é mais bem traduzido por: Resolução Em 1d = 24h, as seis velas vão queimar total - mente, uma em se quência da outra. Cada vela queima em = 4h. A velocidade com que a vela queima vale: V = = = 7,5cm/h Como a vela queima em 4h, sua altura inicial H0 é dada por: H0 = V �t = 7,5 . 4h = 30cm Resposta: C � (MODELO ENEM) – Eduardo foi com seu cachorro ao super mer cado. O cachorro tem uma coleira com uma guia com um extenso fio. Na impossibilidade de entrar no supermercado com seu cachorro, Eduardo amarra a extre mi - dade do fio em um poste e vai fazer compras. O cachorro, inicialmente parado junto ao poste, corre com velo cidade constante, em linha reta, afastando-se do poste até o fio ficar comple - tamente esticado. Em seguida, o cachorro descreve uma trajetória circular em torno do poste com o fio esticado em seu comprimento máximo e sem enrolar no poste. Depois de um certo tempo, já muito cansado, o cão se dirige lentamente rumo ao poste, com velocidade constante, em linha reta, parando junto ao poste. Despreze o intervalo de tempo gasto pelo cão para acelerar e para frear. Assinale a opção que representa como a dis - tância d entre o cão e o poste varia com o tem - po t: Resolução 1) Inicialmente, o cão se afasta do poste com velocidade cons tante (movimento unifor - me). A distância d cresce com o tem po t e o gráfico da função d = f(t) é um seg - mento de reta crescente a partir da origem. O ângulo α é função crescente da velocidade do cão. 2) Quando o cão descreve uma trajetória circular em torno do poste, a distância d permanece constante e o gráfico da fun - ção d = f(t) será um segmento de reta paralela ao eixo dos tempos. 3) Quando o cão volta a se aproximar do poste com velo cidade cons tante, a função d = f(t) passa a ser um seg mento de reta com d decrescente e, como o ângulo � é função crescente da velocidade do cão e este está cansa do, sua velocidade é me - nor e resulta � � α. Resposta: D cm ––– h 2,5cm ––––––– 20 min2,5cm ––––––– 1 –– h 3 24h –––– 6 V = 2m/s 30 – 10 –––––– 10 – 0 �s ––– �t Exercícios Resolvidos – Módulo 16 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 197 198 FÍSICA � O gráfico abaixo re presenta o espaço (s) em função do tempo (t) para o mo vi men to de um pon to ma te rial. a) Calcule a velo ci dade es calar e o es paço inicial. b) Classifique o mo vi mento e escre va a equação ho rá ria do espaço. c) Determine o instante t1 em que o ponto material pas sa pela origem dos espaços. Resolução a) I. Do diagrama, sabemos que, para t1 = 2,0s, tem-se s1 = 8,0m e para t2 = 4,0s, s2 = 4,0m. Sendo o movimento uniforme, a fun - ção horária dos espaços é do tipo: s = s0 + V . t. Substituindo-se nessa expressão os valores conhe ci dos, obtemos o sistema: Resolvendo-se o sistema de equações, vem: s0 = 12,0m e V = –2,0 m/s II. V = = (m/s) s = s0 + V . t 8,0 = s0 – 2,0 . 2,0 (m) b) O movimento é uniforme e retrógrado (V � 0) e sua equa ção horária é: s = s0 + V . t c) Na origem dos espaços, s = 0, e no instante t1, teremos: 0 = 12,0 – 2,0 . t1 (SI) Portanto: � (MODELO ENEM) – Considere o gráfico posição x tempo para um carro que se desloca ao longo de uma estrada retilínea (eixo Ox) onde a velocidade máxima permitida é de 80km/h. Tendo como base o gráfico acima, considere as afirmações: I. O carro partiu da origem. II. O carro nunca se afastou mais do que 100km do seu ponto de partida. III. O carro excedeu o limite de velocidade entre a 2.a e a 3.a hora. IV. O carro deslocou-se sempre afastando-se da origem. V. O carro esteve sempre em movimento entre t = 0 e t = 7h. VI. A distância entre o ponto de partida e a posição em t = 7h é de 30km. Somente está correto o que se afirma em: a) II e III b) II e IV c) I e III d) V e VI e) IV, V e VI Resolução I. Falsa. Para t = 0 ⇒ x0 = 50km II. Verdadeira. O afastamento máximo é de 100km III. Verdadeira. V = = = 150km/h IV. Falsa. Quando x aumentou, o móvel se afas tou da origem e, quan do x diminuiu, o móvel se aproximou da origem. V. Falsa. Nos intervalos entre 1h e 2h e entre 3h e 5h, o móvel permaneceu parado. VI. Falsa. É nula. Resposta: A (FMTM-MG-MODELO ENEM) – Na figu - ra, estão repre sen tados, num plano carte - siano, os gráficos posição x tempo do movi - mento de dois carros, A e B, que percorrem uma mesma reta. Se esses carros se mantiverem em movimento com as mes mas carac terísticas, durante o tem - po sufi cien te, eles deverão cruzar-se no instan - te e na posição iguais, respectivamente, a a) 10s; 200m. b) 10s; 300m. c) 20s; 400m. d) 25s; 400m. e) 20s; 200m. Resolução 1) Cálculo das velocidades escalares de A e B. VA = (m/s) = – 40m/s VB = (m/s) = 20m/s 2) Equações horárias para os movimentos de A e B. MU: s = s0 + Vt sA = 600 – 40t (SI) sB = 20t (SI) 3) Cálculo do instante de encontro. No instante de encontro t = tE, os espaços de A e B são iguais: sA = sB 600 – 40tE = 20tE 60tE = 600 ⇒ 4) A posição de encontro s = sE é obtida subs - tituindo-se o tempo de encontro tE = 10s em uma das equações horárias (A ou B): sB = 20t (SI) sE = 20 . 10 (m) Resposta: A 150km –––––– 1h �x –––– �t �s V = –––– �t 400 – 600 ––––––––– 5,0 100 – 0 ––––––––– 5,0 tE = 10s sE = 200mt1 = 6,0s s = 12,0 – 2,0 . t (SI) s0 = 12,0m V = –2,0 m/s 4,0 – 8,0 –––––––– 4,0 – 2,0 �s ––– �t 8,0 = s0 + V . 2,0{ 4,0 = s0 + V . 4,0 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 198 199FÍSICA � – O gráfico abaixo modela a distância percor - rida, em km, por uma pessoa em certo período de tempo. A escala de tempo a ser adotada para o eixo das abscissas depende da maneira como essa pessoa se desloca. Qual é a opção que apresenta a melhor associação entre meio ou forma de locomoção e uni da de de tempo, quan do são percor ridos 10km? a) carroça – semana b) carro – dia c) caminhada – hora d) bicicleta – minuto e) avião – segundo RESOLUÇÃO: Uma pessoa em uma caminhada tem uma velocidade escalar mé - dia da ordem de 5km/h. Por tanto, o gráfico apresentado pode re - fe rir-se ao deslo camento de uma pes soa, desde que a escala de tempo seja em horas. Resposta: C � (MODELO ENEM) – Uma pessoa pretende movimentar-se ao longo de uma pista retilínea e sua coordenada de posição x varia com o tempo t conforme o gráfico a seguir. A análise do gráfico nos permite concluir que, a) no intervalo de 0 a 40,0s, a pessoa esteve sempre em movimento. b) no intervalo de 10,0s a 40,0s, a pessoa caminhou sem correr. c) nos intervalos de 10,0s a 30,0s e de 30,0s a 40,0s, a velocidade escalar da pessoa tem o mesmo módulo. d) no intervalo de 10,0s a 30,0s, a pessoa caminhou para frente (mo vimento progressivo) e, no intervalo de 30,0s a 40,0s, a pessoa correu para trás (movimento retrógrado). e) no intervalo de 0 a 40,0s, a velocidade escalar média da pessoa foi de 1,5m/s. RESOLUÇÃO: a) Falsa. No intervalo de 0 a 10,0s o espaço é constante e a pessoa está em repouso. b) Falsa. Entre 10,0s e 30,0s, temos: V1 = = = 1,0m/s A pessoa está caminhando para a frente (movimento progres - sivo) Entre 30,0s e 40,0s, temos: V2 = = = –4,0m/s A pessoa está correndo para trás (movimento retrógrado) c) Falsa. V1 = 1,0m/s e V2 = 4,0m/s d) Verdadeira. e) Falsa. Vm = = (m/s) Nota: A pessoa percorreu 20,0m com movimento pro gressivo e 40,0m com movimento retrógrado: a distância total foi de 60,0m. Resposta: D 20,0m ––––––– 20,0s �x ––– �t –40,0m ––––––– 10,0s �x ––– �t 0 – 20,0 ––––––– 40,0 �x ––– �t Vm = –0,50m/s Exercícios Propostos – Módulo 16 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 199 200 FÍSICA � (FUVEST-MODELO ENEM) – O gráfico ilustra a po si ção s, em função do tem po t, de uma pes soa caminhando em linha reta durante 400 se gun dos. Assi na le a alterna tiva cor reta. a) A velocidade escalar no instante t = 200s vale 0,50m/s. b) Em nenhum instante a pessoa parou. c) A distância total percorrida durante os 400 se gundos foi 120m. d) O deslocamento escalar durante os 400 segundos foi 180m. e) O módulo de sua velocidade escalar no instante t = 50s é me nor do que no instante t = 350s. RESOLUÇÃO: a) Falsa. No intervalo de tempo 100s � t � 300s, o móvel encontra-se em repouso. b) Falsa. c) Verdadeira. d = �sida + �svolta d = 100m + 20m ⇒ d = 120m d) Falsa. �s = s2 – s1 ⇒ �s = 80 – 0 (m) ⇒ �s = 80m e) Falsa. No intervalo de tempo 0 t � 100s: V1 = = (m/s) ⇒ v1 = 1,0m/s No intervalo de tempo 300s � t � 400s: V2 = = (m/s) ⇒ v2 = –0,20m/s Assim, sendo v1 � v2 , concluímos que a afirmação é falsa. Resposta: C � (CESGRANRIO-MODELO ENEM) – Hoje de manhã, Ana saiu de casa para ir à escola. Fez uma parte desse percurso andando e outra correndo. A distância percorrida por Ana, em função do tempo decorrido, está mostrada no gráfico abaixo. Observando-se o gráfico, pode-se afirmar que Ana a) percorreu metade da distância andando e outra metade correndo. b) percorreu maior distância andando do que correndo. c) levou mais tempo correndo do que andando. d) fez a parte inicial do percurso correndo e a seguinte, an - dando. e) fez a primeira parte do percurso andando e a seguinte, cor - rendo. RESOLUÇÃO: De 0 a T1 Ana correu e de T1 a T2 Ana andou, pois � > � e a tangen - te do ângulo mede a velocidade escalar. Como d1 > d2 – d1, a distância percorrida correndo é maior do que an dando. Como T1 < T2 – T1, Ana gastou mais tempo andando do que corren do. Resposta: D �s ––– �t 100 – 0 –––––––– 100 – 0 �s ––– �t 80 – 100 ––––––––– 400 – 300 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 200 201FÍSICA � (UFPB-MODELO ENEM) – Um preparador físico orienta dois atletas, A e B, em corridas de curta distância em linha reta. Durante os treinos, os atletas são monitorados pelo uso de aparelhos de GPS. Após cada treino, eles transferem os dados dos aparelhos de GPS para o computador e mandam para o preparador, que avalia, de forma comparativa, o desempenho entre os atletas. Para essa avaliação, o preparador registraos dados do desempenho de cada atleta na corrida em um mesmo gráfico, conforme representado a seguir. Com relação ao desempenho de cada um dos atletas, repre - sentado no gráfico, pode-se afirmar que a) a velocidade escalar do atleta B é superior, em módulo, à velocidade escalar do atleta A. b) as velocidades escalares dos atletas variam com o tempo. c) a velocidade do atleta A tem sentido oposto à velocidade do atleta B. d) a aceleração escalar do atleta A é superior, em módulo, à ace leração escalar do atleta B. e) os movimentos de A e B são uniformemente variados. RESOLUÇÃO: a) Falsa. V = VA = = 6,0km/h VB = = –3,0km/h b) Falsa. Os movimentos são uniformes e as velocidades escalares são constantes. c) Verdadeira. O movimento de A é progressivo e o movimento de B é retrógrado. d) Falsa. As acelerações escalares são nulas. e) Falsa. Os movimentos são uniformes. Resposta: C �x ––– �t 6,0km –––––– 1,0h –6,0km –––––– 2,0h VA > VB C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 201 202 FÍSICA Módulo 1 – Conceito de função � Dada a função V = – 4 + 3t, complete a tabela abaixo. � Dada a função s = 2t2 + 1, válida para t � 0, complete a tabela abaixo � Qual função descrita abaixo representa a relação entre os dados da tabe la seguinte? a) v = 10t + 10 (SI) b) v = 10 + 2t (SI) c) v = 10 – 10t (SI) d) t = 10v – 10 (SI) e) t = 10 + 10v (SI) � Em uma pista de kart in door, cada usuário paga uma entrada de R$ 10,00 e mais R$ 0,50 por minuto de uso da pista. Seja p o preço pa go e t o tempo de uso da pista: a) Escreva a função p = f(t). b) Esboce o gráfico de p = f(t). c) Determine o preço total pago por um grupo de quatro amigos que usa a pista por uma hora. � (MODELO ENEM) – De acordo com a teoria do Big Bang sobre a criação do Uni ver so, quando o Universo tinha idade de 380 000 anos uma radiação chamada radiação cósmica de fundo passou a se propagar no espaço e está presente no Universo até os dias de hoje. Quando a radiação começou a se propagar, o seu comprimento de onda λ era da ordem de 1,0 10–6m e a temperatura a ela as - so cia da era de 3 000K. Atualmente o comprimento de onda da radia ção é da ordem de 1,0 . 10–3m e a temperatura associada a ela deve ser determi - nada e corres ponde à tempe ratura média do Universo. Para obtermos esta temperatura, devemos usar uma lei cha - mada Lei de Wien que estabelece que λ T = 3,0 . 10–3 (constante) λ medido em metros (m) e T medido em kel vins (K) Com os dados apresentados, concluímos que a temperatura mé dia atual do Universo é um valor mais próximo de: a) 3,0K b) 4,0K c) 5,0K d) 6,0K e) 8,0K (VUNESP-MODELO ENEM) O CICLO DE CRESCIMENTO DO EUCALIPTO Há mais de 600 espécies de eucalipto, com ciclos de vida muito diferentes. Nas regiões de origem dessas plantas, existem espécies vivas com mais de 100 anos. O eucalipto, por ser uma planta que cresce muito rápido, é muito utilizado como madeira de reflores tamento. Algumas empresas produtoras de celulose, por exemplo, com um bom preparo e fertilização do solo, conseguem, em sete anos, plantas adultas com 30 m de altura. A tabela mostra a altura do eucalipto (em metros) em função do tempo de plantio (em anos). A velocidade escalar média de crescimento do eucalipto do primeiro ao sétimo ano de vida, em cm/dia, é um valor mais próximo de a) 0,1 b) 0,4 c) 1,1 d) 3,0 e) 5,0 Dado: Velocidade escalar média = (PISA-MODELO ENEM) VAZÃO DE UMA PERFUSÃO Perfusões (ou gotas intravenosas) são usadas para administrar fluidos e medicamentos no organismo de pacientes. Os enfermeiros precisam calcular a vazão de uma perfusão D, em gotas por minuto. Eles usam a fórmula , onde: d é o fator de gotejamento medido em gotas por mililitro (m�); v é o volume em m� da perfusão; n é o número de horas em que a perfusão deve ocorrer. Descrever como D muda se n é dobrado, mas d e v per - manecem os mesmos? a) D dobra b) D quadruplica c) D se reduz à metade d) D se reduz à um quarto e) D não se altera t 0 1 2 V 11 23 26 t s 1 33 51 129 201 t(s) V(m/s) 0 10 10 30 15 40 25 60 30 70 Δh ––– Δt dv D = –––– 60n Tempo deplantio(anos) 1 2 3 4 5 6 7 Altura(m) 6 13 18 22 25 28 30 Exercícios-Tarefa C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 202 203FÍSICA � (MODELO ENEM) – Um estudante, resolvendo um pro - blema de Física, chegou no resultado V2 = 95,0 em unidades do Sistema Inter nacional. A letra V está representando o valor da velocidade de um carro. O professor pediu a resposta com três algarismos significativos e como sabe que os alunos des - conhecem o método de extração da raiz quadrada, ensi nou a seguinte regra prática aproximada: para se obter o valor de x da raiz quadrada de um número N, procura-se o quadrado perfeito, a2, mais próximo de N e aplica-se a equação: Com o uso de tal equação, o estudante encontrou para o valor aproxi ma do de V (módulo da velocidade): a) 9,73m/s b) 9,75m/s c) 9,77m/s d) 9,78m/s e) 9,80m/s � (PISA-MODELO ENEM) Índice de Massa Corporal (IMC) De acordo com a notícia publicada no Diário de Notícias, algumas manequins foram impedidas de desfilar na “Passarela Cibeles”, um conceituado desfile de moda realizado em Madrid. Cinco manequins não desfilaram, porque o seu índice de massa corporal (IMC) era inferior a 18 kg/m2. Manequins demasiado magras proibidas de desfilar em Madrid Sónia Morais Santos A decisão do governo regional de Madrid está a agitar o mundo da moda. As manequins demasiado magras estão proibidas de desfilar. A medida foi tomada como forma de combater a anorexia e a bulimia entre jovens mulheres. Os organizadores da Pasarela Cibeles, um dos mais conceituados desfiles de moda da Europa (e cuja 44.a edição arrancou ontem), congratularam-se com a medida e já rejeitaram a participação de cinco manequins, justamente pela sua excessiva magreza. Espanha torna-se assim o primeiro país a aplicar normativas que re gu lam o setor da moda, proibindo modelos demasiado magras e crian do "critérios de saúde" mínimos. Assim, por muito bonita e ta len tosa que uma manequim seja, se tiver um índice de massa corporal abaixo dos 18 (1,75 metro de altura para 56 qui logramas, por exem plo), ou se esforça por engordar ou pode esquecer os desfiles. (Diário de Notícias, 19 de setembro de 2006.) Este índice (IMC) é reconhecido como padrão interna cional para avaliar o grau de obesidade de um indivíduo e depende da sua altura e de sua massa. A fórmula para o calcular é a seguinte: m = massa medida em kg h = altura medida em m De acordo com o site oficial da “top model” brasileira Gisele Bünd chen, ela tem 1,8m de altura e tem massa de 54 kg. Seria esta modelo impedida de desfilar em Madri? a) Sim, pois seu IMC vale, aproximadamente, 16,7kg/m2. b) Sim, pois seu IMC é superior a 18kg/m2. c) Sim, pois seu IMC vale, aproximadamente, 15kg/m2. d) Não, pois seu IMC é superior a 18kg/m2. e) Não, pois seu IMC é inferior a 18kg/m2. � (QUESTÃO-DESAFIO-MODELO ENEM) – A força de resistência do ar sobre um auto móvel tem intensidade Far dada pela expressão: A = área virtual da secção do automóvel por um plano perpen - dicular à sua velocidade. V = módulo da velocidade do automóvel. Considere, para um determinado automóvel, A = 3,0m2 e suponha que o módulo da velocidade do carro aumente de 20m/s para 40m/s. Neste contexto, a intensidade da força de resistência do ar será aumentada em: a) 100% b) 200% c) 300% d) 400% e) 500% Módulo 2 – Como representar uma função em um gráfico � Dar as coordenadas cartesianas dos pontos indicados no gráfico, no qual cada lado do quadrado corresponde a uma unidade. N + a2 x = ––––––– 2a m IMC = –––– h2 1 Far ––– AV 2 (SI) 4 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 203 204 FÍSICA A ( ; ) B ( ; ) C ( ; ) D ( ; ) E ( ; ) F ( ; ) � Localize, no gráfico, os pontos cujas coordenadas car te sia - nas são indi cadas ao lado, sabendo-se que o lado de cada quadrado cor res ponde a duas uni dades. A (2 ; 4) B (–6; –4) C (–4 ; 10) D (6; –2) E (8 ; 8)� Um posto vende gasolina pelo preço de R$ 2,00 por litro e não fornece descontos. Considere: C = custo total da gasolina adquirida por um cliente, em reais. V = volume de gasolina adquirido por um cliente, em litros. a) Obtenha a expressão matemática que relaciona C e V. b) Construa o gráfico da função C = f (V). � Considere a função V = f(t) representada na tabela abai xo: Construa o grá fico dessa função, no local indicado a seguir, sa - bendo-se que cada quadra do tem lado va lendo uma uni dade na medida de t e duas unidades na medida de V. � (UEPA-MODELO ENEM) – Uma fábri ca apresenta um gasto fixo de R$ 11 000,00 na produção de papel reciclado e R$ 0,06 na pro dução de cada folha. O gráfico que representa o custo total que a fábrica tem por mês, em função do número de folhas de papel reciclado, será a) uma semirreta que passa pela origem do sistema de coor - denadas. b) uma semirreta de origem no ponto (0; 11 000). c) uma semirreta que passa pelo ponto (6 600; 11 000) d) uma curva que passa pelo ponto (11 000; 327). e) uma curva que passa pelo ponto (6; 11 000). O dono de uma farmácia resolveu colocar à vista do público o gráfico mostrado a seguir, que apresenta a evolução do total de vendas (em reais) de certo medi camento ao longo do ano de 2011. De acordo com o gráfico, os meses em que ocorreram, respecti vamente, a maior e a menor vendas absolutas em 2011 foram a) março e abril. b) março e agosto. c) agosto e setembro. d) junho e setembro. e) junho e agosto. Enunciado para as questões e �. Neste modelo de termômetro, os filetes na cor preta registram as temperaturas mínima e máxima do dia anterior e os filetes na cor cinza registram a tempe ratura ambiente atual, ou seja, no momento da leitura do termômetro. Por isso ele tem duas colu nas. Na da esquerda, os números estão em ordem crescente, de cima para baixo, de –30°C até 50°C. Na coluna da direita, os números estão ordenados de forma crescente, de baixo para cima, de –30°C até 50°C. A leitura é feita da seguinte manei ra: • a temperatura mínima é indi - cada pelo nível inferior do filete preto na coluna da esquerda; • a temperatura máxima é indi - cada pelo nível inferior do filete preto na coluna da direita; • a temperatura atual é indica da pelo nível superior dos filetes cinza nas duas colu nas. Disponível em: www.if.ufrgs.br. Acesso em: 28 ago. 2014 (adaptado). t 0 1 2 3 4 V 4 6 8 10 12 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 50 40 30 20 10 0 -30 -20 -30 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 204 205FÍSICA Qual é a temperatura máxima mais aproximada registrada nesse termômetro? a) 5°C b) 7°C c) 13°C d) 15°C e) 19°C � Qual é a temperatura atual registrada nesse termômetro? a) 5°C b) 8°C c) 13°C d) 15°C e) 19°C � Os congestionamentos de trânsito constituem um proble ma que aflige, todos os dias, milhares de motoristas brasileiros. O gráfico ilus tra a situação, representando, ao longo de um intervalo definido de tempo, a variação da velocidade escalar de um veículo durante um con ges tionamento. Quantos minutos o veículo permaneceu imóvel ao longo do intervalo de tempo total analisado? a) 4 b) 3 c) 2 d) 1 e) 0 � (GAVE-MODELO ENEM) – A atmosfera da Terra é constituí da por sucessivas camadas gasosas, que apresentam diferentes propriedades físicas e químicas. Na figura a seguir, apresenta-se um gráfico que relaciona a tempe ratura da atmosfera com a altitude, até cerca de 80km. A temperatura atmosférica a uma altitude de 10km é um valor mais próximo de: a) 0°C b) –20°C c) –60°C d) –90°C e) –100°C � A figura a seguir apresenta dois gráficos com infor ma ções sobre as reclamações diárias recebidas e resolvidas pelo Setor de Atendimento ao Cliente (SAC) de uma empresa, em uma dada semana. O gráfico de linha tracejada informa o número de reclamações recebidas no dia, o de linha contínua é o número de reclamações resol vidas no dia. As reclamações podem ser resolvidas no mes mo dia ou demorarem mais de um dia para serem resolvidas. O gerente de atendimento deseja identificar os dias da semana em que o nível de eficiência pode ser considerado muito bom, ou seja, os dias em que o número de reclamações resolvidas excede o número de reclamações recebidas. (Disponível em: <http://bibliotecaunix.org>. Acesso em: 21 jan. 2012. Adaptado.) O gerente de atendimento pôde concluir, baseado no conceito de eficiência utilizado na empresa e nas informa ções do gráfico, que o nível de eficiência foi muito bom na a) segunda e na terça-feira. b) terça e na quarta-feira. c) terça e na quinta-feira, d) quinta-feira, no sábado e no domingo. e) segunda, na quinta e na sexta-feira. � (INSPER-MODELO ENEM) – Interessada em saber a quan - tida de de tempo que passa em cada um dos diferentes estágios do sono, uma pessoa fez um exame no qual dormiu com um aparelho capaz de monitorar a sua frequência cardíaca ao longo de toda noite. O gráfico a seguir mostra o resultado desse procedimento no intervalo de uma noite completa de sono. Ao interpretar o resultado, o médico dessa pessoa falou sobre a importância de conhecer o percentual p de seu tempo de sono em que sua frequência cardíaca fica abaixo de 70 bpm. Com base no gráfico, o valor de p para essa pessoa na noite examinada foi de, aproximada mente, a) 35% b) 40% c) 45% d) 50% e) 55% � (IJSO-ARGENTINA-MODELO ENEM) – O gráfico repre - senta em porcentagem a pressão atmosférica num dado lugar em função de sua altitude. Considere a pressão atmosférica ao nível do mar igual a 1,0 . 105Pa. Velocidade 0 2 4 6 8 10 Tempo (min) C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 205 206 FÍSICA Sabendo-se que o Monte Aconcágua tem uma altitude máxima de 7000m, a pressão em seu topo é mais próxima de a) 0,44kPa b) 9,3kPa c) 21kPa d) 44kPa e) 50kPa Dado: kPa = 103Pa � QUESTÃO DESAFIO (UNICAMP-MODELO ENEM) – Ma - teriais termoelétricos são aqueles com alto potencial de trans - for mar calor em energia elétrica. A capacidade de conversão de calor em eletricidade é quantificada pela grandeza , que é adi men sional e função da temperatura T e das proprie - dades do material: resistividade elétrica ρ, condutividade térmica κ, coeficiente Seebeck S. O gráfico a seguir mostra ρ em função de T para certo material termoelétrico. Analisando-se o gráfico e consideran do-se κ = 2,0W/(mK) e S = 3,0 . 10–4V/K para esse material, a uma temperatura T = 300K, conclui-se que a grandeza F desse material a essa temperatura vale a) 0,003 b) 0,6 c) 0,9 d) 90 e) 900 Módulo 3 – Proporcionalidade entre duas grandezas � Um carro percorre uma rodovia, passa por uma cidade A e chega a uma cidade B. No trajeto entre A e B, o carro teve uma velocidade média V e gastou um tempo T. Se o carro entre A e B percorreu uma distância D, a velocidade média V é defi nida pela relação: O valor de D é constante e, portanto, se variarmos o valor de V, o valor de T também variará. a) Como se expressa a relação existente entre V e T? b) Sabendo-se que quando V vale 80km/h o tempo gasto T vale 3,0h, deter mine o valor de D. c) Se o valor de V for 40km/h, qual será o valor de T? d) Se o valor de T for 1,5h, qual será o valor de V? e) Esboce um gráfico da função V= f (T) usando os valores T1 = 1,5h, T2 = 3,0h e T3 = 6,0h. � (MODELO ENEM) – A massa do Sol é cerca de 1,99 . 1030kg. A massa do átomo de hidrogênio, constituinte principal do Sol, é 1,67 . 10–27kg. Quantos áto mos de hidrogênio há apro ximadamente no Sol? a) 1,5 . 10–57 átomos b) 1,2 . 1057 átomos c) 1,5 . 1057 átomos d) 1,2 . 10–57 átomos e) 1,2 . 10–3 átomos � (UFCE-MODELO ENEM) – Uma esti ma tiva de quantas mo léculas de água exis tem em um copo de água seria mais próxima de: a) 1019 b) 1021 c) 1023 d) 1025 e) 1027 Dados: 1) massa de água em um copo: 200g 2) massa molecular da água (massa de um mol de mo léculas de água): 18g 3) 1 mol de moléculas de água correspondem a 6 . 1023 molé - culas � (MODELO ENEM) – Considere que a massa total de formigas e a massa total de humanos seja aproxi madamente igual no planeta Terra. Considere a massa média de uma formiga da ordem de 2 . 10–5kg. O número total de formigas no planeta Terra é um valor mais próximo de: a) 1014 b) 1016 c) 1018 d) 1020 e) 1022 Dados: – população aproximada de humanos na Terra = 6 bi - lhões = 6 . 109 – massa média de um humano = 50kg � (GAVE-MODELO ENEM) – Jacques Charles (1746-1823), pio neiro do estudo dos gases, conseguiu estimar a variação da altitude de um balão, admitindo que a pressão atmos férica diminuía cerca de 1,32 x 10–3atm por cada 10m subidos. Assim, um balão que tivesse sido largado de um local onde a pressão atmosférica fosse 1,00 atm e que se encontrasse num local onde a pressão atmosférica fosse 0,60 atm, teria subido cerca de a) 1,0 x 103m b) 3,0 x 103m c) 4,5 x 103m d) 7,5 x 103m e) 9,0 x 103m S2 F = ––– Tρκ D V = ––– T C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 206 207FÍSICA (ETEC-MODELO ENEM) – Nos versos de Mar Portuguez, o poe ta Fernando Pessoa homenageia seus compatriotas que partici param das viagens dos descobrimentos. A água do mar apresenta diversos sais que lhe conferem a sali - nidade, pois, em cada quilograma de água do mar, estão dis - solvidos, em mé dia, cerca de 35 g de sais. (spq.pt/boletim/docs/boletimSPQ_101_056_24.pdf Acesso em: 16.08.2013. Adaptado) Baseando-se na concentração de sais descrita no texto, para a obten ção de 1,0kg de sais, a massa de água do mar necessária será, em kg, aproximadamente de a) 1,0 b) 5,0 c) 20 d) 29 e) 35 Uma pessoa, lendo o manual de uma ducha que aca bou de adquirir para a sua casa, observa o gráfi co, que relaciona a vazão na ducha com a pressão, medida em metros de coluna de água (mca). Nessa casa residem quatro pessoas. Cada uma delas toma um banho por dia, com duração média de 8 minutos, permanecendo o registro aberto com vazão máxima durante esse tempo. A ducha é instalada em um ponto seis metros abaixo do nível da lâmina de água, que se mantém constante dentro do reservatório. Ao final de 30 dias, esses banhos consumirão um volume de água, em litros, igual a a) 69 120. b) 17 280. c) 11 520. d) 8 640. e) 2 880. � (UFAL-MODELO ENEM) – Super Bowl é um jogo de futebol americano da NFL (Liga Nacional de Futebol), que decide o campeão da temporada do ano anterior. Nesse esporte, o objetivo é ganhar território até adentrar na área ao fundo do campo adversário. Esse campo possui 110m de comprimento e sabe-se que as distâncias percorridas são medidas em jardas. O Baltimore Ravens é o campeão do Super Bowl XLVII, disputado em 2013. Nesse jogo, o atleta Colin Kaepernick, lançador do time, ajudou sua equipe a avançar 300 jar das. Admitindo-se que 1 jarda equivale a 90cm, o terreno que Colin conseguiu avançar com seus lançamentos é equi - valente a, aproxi madamente, quantos campos de futebol ame - ricano? a) 2,5 b) 2,7 c) 3,0 d) 25,0 e) 27,0 � (OBC-MODELO ENEM) – O Allianz Parque, conhecido co - mo Arena do Palmeiras, recebeu no show de Paul McCartney 45 000 pessoas. O estádio possui seis setores de saída e através de cada um podem passar 500 pessoas por minuto. Finalizado o show, qual o intervalo de tempo mínimo necessário para esvaziar o estádio? a) 5 minutos b) 15 minutos c) 20 minutos d) meia hora e) uma hora � (OBC-MODELO ENEM) – Sabendo-se que em 1,0cm3 cabem aproximadamente 20 gotas de água, pode-se afirmar que em 1,0 litro de água cabem cerca de: a) 200 gotas b) 2000 gotas c) 20 000 gotas d) 200 000 gotas e) 2 milhões de gotas � O resultado de uma pesquisa eleitoral, sobre a pre ferência dos eleitores em relação a dois can - di datos, foi represen tado por meio do Gráfico 1. Ao ser divulgado esse resultado em jornal, o Gráfico 1 foi cor - tado durante a diagramação, como mostra o Gráfico 2. Apesar de os valores apresentados estarem corretos e a largura das colunas ser a mesma, muitos leitores criticaram o Ó mar salgado, Quanto do teu sal são lágrimas de Portugal 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V a z ã o ( L /m in ) Pressão Estática (mca) Dado: volume vazão = ––––––––– tempo A B 0 10 20 30 40 50 60 70 E le it o re s (% ) Candidato Gráfico 1 20 30 40 50 60 70 E le it o re s (% ) A B Gráfico 2 Candidato C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 207 208 FÍSICA formato do Gráfico 2 impresso no jornal, alegando que houve prejuízo visual para o candidato B. A diferença entre as razões da altura da coluna B pela coluna A nos gráficos 1 e 2 é a) 0 b) c) d) e) � (QUESTÃO DESAFIO-VUNESP-FSTM-MODELO ENEM) – A administração intra ve nosa de fármacos tem que ser feita levando em consideração o volume do medicamento que será dado ao paciente e o intervalo de tem po em que a administração deve ser feita. De acordo com especi ficações de um fármaco, 120m, da medicação deve ser administrada em 2 horas e 30 minutos. Se 1m, corresponde a 20 gotas, o número de gotas por minuto desse fármaco que deve ser administrado ao paciente para que se cumpra precisamente as espe - cificações é igual a a) 9 b) 15 c) 16 d) 28 e) 24 Módulo 4 – Trigonometria no triângulo retângulo � No triângulo retângulo ABC da figura abaixo, temos que: sen � = 0,60 e o cateto c = 9,0cm. a) Calcule a hipotenusa a. b) Calcule o cateto b. c) Calcule a tangente dos ângulos � e �. � A partir do triângulo retângulo da figura, de monstre que sen2 � + cos2 � = 1. � Considere o triângulo retângulo da figura. Sabendo-se que a = 13,0cm e c = 12,0cm, determine a) o valor de b; b) o seno do ângulo �; c) a tangente do ângulo �. � (VUNESP-UEAM-MODELO ENEM) – Os bombeiros pre - cisa ram realizar o resgate de uma pessoa que estava em um prédio, no ponto A, conforme mostra a figura. Sabendo-se que sen 75° = 0,96 e cos 75° = 0,26, é correto con - cluir que a distância aproximada do ponto A até o solo, em me - tros, é a) 33 b) 30 c) 28 d) 25 e) 22 � (MODELO ENEM) – Leia o texto a seguir: Tales, o grande matemático do século VI a.C., foi também um próspero comerciante. Certa vez, visitou o Egito em viagem de negó cios. Nessa ocasião, ele assombrou o faraó e toda a corte egípcia, medindo a altura da pirâmide de Quéops, cuja base é um qua drado de 230 metros de lado. Para calcular a altura da pirâmide, Tales fincou ver ticalmente no solo uma estaca que ficou com altura de 1,0 metro acima do solo. As medidas dos comprimentos da sombra da pirâmide e da som bra da estaca são, respectivamente, 255 me tros e 2,5 me - tros. (Adaptado de: JAKUBOVIC, J., CENTURION, M. e LELLIS, M.C. Matemática na Medida Certa. Volume. São Paulo: Scipione) 1 ––– 5 1 ––– 2 8 ––– 35 2 ––– 15 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 208 209FÍSICA Com base nas informações do texto, é válido afirmar que a altura da pirâ mide, em metros, é a) 14,80 b) 92,50 c) 148 d) 925 e) 1 480 (PISA-MODELO ENEM) – Aproximadamente qual é o com primento de corda para que a kite sail puxe o barco a um ângulo de 45° e fique a uma altura vertical de 150m, como mostrado no diagra ma abaixo? a) 173m b) 212m c) 285m d) 300m e) 310m (VUNESP-UEAM-MODELO ENEM) – O bacuri é uma das frutas mais populares da região amazônica. Essa fruta, pouco maior que uma laranja, contém polpa agridoce rica em potássio, fósforo e cálcio, que é consumida diretamente ou utilizada na produção de doces, sorvetes, sucos, geleias, licores e outras iguarias. O aumento da procura pela polpa de bacuri elevou seu valor (o preço por quilo passou de R$ 10,00, em 2005, para até R$ 20,00 atual - mente). (www.cienciahoje.uol.com.br) (www.brasilescola.com) Suponha que o preço da polpa do bacuri, entre os anos de 2005 e 2013, tenha aumentado de forma linear, obedecendo a uma função do 1.o grau, conforme mostra o gráfico. De acordo com o gráfico, o preço, em reais, de um kg de polpa de ba curi em 2011, deveria custar a) 17,50 b) 17,00 c) 16,50 d) 16,00 e) 15,50 � Raios de luz solar estão atingindo a superfície de um lago formando um ângulo x com a sua super fície, conforme indica a figura. Em determinadas condições, pode-sesupor que a inten sidade lumi nosa desses raios, na superfície do lago, seja dada aproximadamente por I = k . sen x sendo k uma constante, e supondo-se que x está entre 0° e 90°. Quando x = 30º, a intensidade luminosa se reduz a qual percentual de seu valor máximo? a) 33% b) 50% c) 57% d) 70% e) 86% � (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA-MODELO ENEM) – “O Radar Fixo, é um equipamento eletrônico, computadorizado, que visa monitorar um determinado ponto da rodovia ou toda ela, estabelecendo uma rotina de fiscalização, objetivando através dessas ações a redução das estatísticas de acidentes com vítimas fatais nas rodovias e disciplinando a curto e médio prazo o motorista no que se refere ao controle de velocidade”. Extraído da Secretaria do Rio de Janeiro, DER-RJ; http://www.der.rj.gov.br/lombadas_radares.asp, acessado em 07/04/2015). Departamento de Estradas e Rodagens do Rio de Janeiro) x C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 209 210 FÍSICA Na figura acima, considere que o radar detecta veículos dentro do triângulo retângulo em destaque. Qual a área da estrada, em m2 coberta pelo feixe? a) 6,0 b) 9,0 c) 10,0 d) 12,0 e) 20,0 � (QUESTÃO DESAFIO-VUNESP-MODELO ENEM) – O gráfico mostra o aumento da massa corporal de uma pessoa ao longo de alguns anos. Suponha que esse aumento da massa tenha ocorrido de forma linear, obedecendo a uma função do 1.o grau, e que esse crescimento se man tenha pelos próximos anos. Caso nenhuma providência seja tomada por essa pessoa, ela atingirá 120kg em a) 2017 b) 2018 c) 2019 d) 2020 e) 2021 Módulo 5 – O que é uma grandeza física vetorial? � Assinale a alternativa em que as duas grandezas físicas apre sen tadas têm caráter vetorial. a) Massa e potência. b) Velocidade e intervalo de tempo. c) Comprimento e força. d) Velocidade e aceleração. e) Aceleração e energia cinética. � Considere as grandezas físicas: I. tempo II. velocidade III. energia IV. pressão V. massa Dessas, a grandeza vetorial é: a) I b) II c) III d) IV e) V � Assinale a alternativa em que as duas grandezas físicas apresentadas são escalares. a) massa e impulso. b) temperatura e aceleração. c) área e volume. d) potência e peso. e) força e velocidade. � Na figura, representamos três vetores, → V1, → V2 e → V3. Os seg - mentos orientados têm a mesma medida e são para lelos. Considere as pro po si ções que se seguem: (1) → V1 e → V2 são ve tores iguais. (2) → V1 e → V2 têm a mesma direção e o mesmo módulo. (3) → V1 e → V2 têm mesmo módulo, mesma dire ção e sentidos opostos. (4) A soma de → V1 com → V2 é o vetor nulo. Estão corretas apenas: a) (1), (2) e (3) b) (2), (3) e (4) c) (1) e (2) d) (3) e (4) e) (2) e (4) � (MODELO ENEM) – A figura 1 repre senta uma bolinha de tênis ao passar pelo ponto M de sua trajetória em um lançamento ver tical em um local onde o efeito do ar é desprezível e a ace leração da gravidade é constante. O vetor → V1 representa sua ve locidade ao passar pelo ponto M na subida. Dos vetores abaixo, o que pode re presentar cor retamente a velocidade vetorial da bolinha de tênis ao passar pelo mesmo ponto M de sua trajetória durante a descida (figura 2) é: a) b) c) d) e) O enunciado que se segue refere-se aos exercícios a �: Na figura abaixo represen tamos em es cala seis vetores, → F1,→ F2, → F3, → F4, → F5 e → F6. Cada lado do qua dri látero mede 1,0cm. Dos vetores representados, quais os que têm mes ma direção? (Justifique sua resposta.) Dos vetores representados, quais têm mes mo módulo? (Justifique sua resposta.) � Que vetores são iguais? � A força é uma grandeza vetorial e a pressão é uma grandeza escalar. Classifique as proposições a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F). (1) A pressão atmosférica é vertical e dirigida para baixo. (2) O peso de um corpo é vertical e dirigido para baixo. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 210 211FÍSICA (3) A pressão de um gás dentro de um recipiente é dirigida de dentro para fora. (4) A força exercida por um fio sobre um corpo tem sentido de puxar o corpo. Estão corretas apenas: a) (1) e (2) b) (3) e (4) c) (1) e (3) d) (2) e (4) e) (1), (2) e (4) � (QUESTÃO DESAFIO) – Sabe-se que a uma partícula em movimento associa mos uma grandeza escalar, energia cinética Ec, e uma gran deza vetorial, quantidade de movimento → Q. Admita que em um instante t1, os valores da energia cinética e do módulo da quantidade de movimento da partícula, em unidades SI, são respectivamente 10 e 20. Em um instante posterior t2, os valores da energia ciné tica e do módulo da quantidade de movimento da partícula, em unidades SI, passam a ser 15 e 25. Indiquemos por ΔEc a variação da energia cinética e por Δ → Q a varia ção da quantidade de movimento da partícula entre os instantes t1 e t2. Em unidades do SI, podemos afirmar que necessa ria mente a) ΔEc = 5 e Δ → Q = 5. b) ΔEc = 5 e não podemos determinar o valor de Δ → Q . c) Δ → Q = 5 e não podemos determinar o valor de ΔEc. d) não podemos determinar os valores de ΔEc e Δ → Q . e) ΔEc = 25 e Δ → Q = 45. Módulo 6 – Introdução à Física � Por que é inadequado definirmos massa co mo sendo a quantidade de maté ria de um cor po? � Defina a unidade século-luz (por ana logia com ano-luz) e responda a que grandeza fundamental ela se refere e sua relação com o ano-luz. � Explique a diferença entre massa inercial e massa gra vita - cional e responda por que adotamos as duas como iguais. � Das opções apresentadas a seguir, assi nale aquela que é mais adequada para definir o conceito de massa de um corpo. a) Massa é sinônimo de peso. b) Massa é a quantidade de matéria de um corpo. c) Massa é o número total de átomos de um corpo. d) Massa é uma grandeza associada a um corpo que só existe em uma região onde está presente um campo de gravidade. e) Massa é uma propriedade associada a um corpo que mede a sua inércia e a sua capacidade de atrair outros corpos. � (CESGRANRIO-MODELO ENEM) – O IMC (Índice de Mas sa Corporal) é utilizado como referência para saber se uma pes soa entre 20 e 60 anos tem massa adequada à sua altura. O IMC é calculado a partir da fórmula IMC = , em que m corresponde à massa da pessoa, em kg, e A representa sua altura, em me tros. O estado nutricional da pessoa é dado, em função do valor do IMC, de acordo com os valores apre sen - tados na tabela abaixo. João, um homem de 40 anos e 1,80m de al tura, cujo IMC atual é 27, pretende emagrecer n kg, de modo a atingir o “peso adequado”. Sendo assim, o menor valor inteiro para n será a) 5 b) 6 c) 7 d) 8 e) 9 (VUNESP-MODELO ENEM) – As uni dades de base adotadas no Brasil pela Re solução CONMETRO/MDIC nº 11, de 12 de outubro de 1988, são respectivamente: a) metro (símbolo m); quilograma (símbolo kg); segundo (símbolo s); ampere (símbolo A); kelvin (símbolo K); mol (símbolo mol); can dela (símbolo cd). b) metro (símbolo m); quilograma (símbolo kg); litro (símbolo Lt); minuto (símbolo min); ampere (símbolo A); kelvin (símbolo K); mol (símbolo mol). c) metro (símbolo m); grama (símbolo g); se gundo (símbolo s); ampere (símbolo A); kel vin (símbolo K); mol (símbolo mol) candela (símbolo cd) d) metro (símbolo m); quilograma (símbolo kg); litro (símbolo Lt); segundo (símbolo s); am pere (símbolo A); kelvin (símbolo K); mol (sím bolo mol). e) metro (símbolo m); grama (símbolo g); litro (símbolo Lt); minute (símbolo min); ampere (símbolo A); kelvin (símbolo K); mol (sím - bolo mol). (OBFEP-MODELO ENEM) – A explo são de uma estrela supernova foi registrada por um telescópio, numa galáxia situada apro ximadamente a 1,6 . 1021 m. Considerando-se a valor de 1 ano-luz = 1013 km, pode-se dizer que o telescópio registrou um evento ocorrido no passado, há cerca de: a) 16 anos b) 1,6 . 105 anos c) 3,0 . 105 anos d) 1,6 . 107 anos e) 4,8 . 107 anos Nota: Quando dizemos que uma estrela está a 4 anos-luz da Terra, isto significa que a luz da estrela gasta 4 anos para chegar até nós. � (IFSP-MODELO ENEM) – As Gran dezas Físicas são repre- sen tadas por números e unidades de medida. Aquelas que não apre sentam unidades são chamadas de adimen sio nais. Apresentamos aqui unidades de medida de 5 grandezas físicas: tempera tura, energia, distância, tempo e massa. Das unidades de medida apresentadas, con siderando o Sistema Inter nacional e o padrão cor reto de grafia, a única que está correta mente expressa é a) graus Celsius. b) Watt-hora. c) Kilômetro. d) minutos. e) quilograma. m ––– A2 Valores do IMC (kg/m2) Estado Nutricional Menor que 18,5 Baixo peso 18,5 a 24,99 Peso adequado 25 a 29,99 Sobrepeso Maior que 30 Obesidade C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 211 212 FÍSICA � (UERGS-MODELO ENEM) – Um es tudante escreveu o se - guinte bilhete para um co lega: “No último fim de semana, fui pas sear com minha família. Depois de viajarmos, apro xi ma - damente, 120Km, com uma veloci dade escalar mé dia de 80Km/h, paramos em um cen tro comercial para fazer compras. Meu pai com prou 2Kg de queijo co lonial e minha mãe comprou 2ltrs de suco concen trado de maracujá e 10 mts de fita de seda. Fi ca mos andando pelas lojas durante 45MIN e depois viajamos mais 4 hs até chegarmos ao nosso des tino.” Nesse bilhete, qual é o número de erros come tido pelo estudante ao grafar as unidades de medida? a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 � Ano-luz é a distância que a luz percorre, no vácuo, em um ano. A estrela mais próxima da Terra é a Alfa-Cen tauro, que está afastada de nós, aproxima da mente, quatro anos-luz. Admita que hoje você está completando 17 anos e, olhan do para o céu, está recebendo luz da referida estrela. Você pode concluir que a) se você viajar da Terra até Alfa-Centauro, gastará um tempo de quatro anos. b) a luz que você recebeu será emitida pela estrela quando você completar 21 anos. c) ano-luz é uma unidade de tempo. d) a luz que você recebeu foi emitida pela estrela quando você tinha 13 anos. e) ano-luz é uma unidade de velocidade. � QUESTÃO DESAFIO – Em 1983 a unidade de com pri - mento metro foi re definida na 17.a Conferência Geral de Pesos e Medi das da seguinte maneira: O metro é a distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um intervalo de tempo igual à fração 1/299792458 do segundo. De acordo com esta definição, podemos con cluir que: a) Em um intervalo de tempo de um segundo, a luz sempre percorre uma distância de 299 792 458 metros. b) A velocidade da luz é uma constante uni versal e seu módulo vale 299 792 458 m/s. c) A luz se propaga no vácuo com uma velo cidade de módulo igual a 299 792 458 m/s. d) O valor adotado para o módulo da velocidade da luz no vácuo: 3,0 . 108 m/s é totalmente fora da rea lidade. e) A precisão proposta para a medida da velocida de da luz é absurda e não condiz com a realida de. Módulo 7 – Fundamentos da Cinemática I � Faça a associação correta. (1) Ciência que estuda as leis da natureza. (2) Ramo da ciência que estuda o movimento dos corpos. (3) Parte da Física que descreve os movi men tos dos corpos por funções matemáticas sem investigar as suas causas. (4) Parte da Física que explica os movi men tos, in vestigando as leis da natureza ca pazes de jus tificar o comportamento dos móveis. (5) Parte da Física que estuda as condições de equi líbrio dos corpos. (�) Dinâmica (�) Física ( ) Estática (�) Cinemática (�)Mecânica � Assinale a opção em que o móvel pode ser tratado como ponto material. a) Uma caminhonete invertendo seu movi mento em uma rua estreita. b) O tambor de uma máquina de lavar roupas em funcio - namento. c) Um disco em rotação. d) Uma bailarina efetuando uma pirueta. e) Um planeta em seu movimento orbital em torno do Sol. � (MODELO ENEM) – Você está em seu carro, parado junto a um semáforo que está com o sinal vermelho. À sua frente, está pa rado outro carro e por um descuido de seu motorista, que tirou o pé do freio, este carro começa a recuar. Você estava absorto em seus pensamentos e, ao olhar para o carro em sua frente recuando, você tem a nítida sensação de que seu carro está caminhando para a frente. Esta sensação ocorre porque a) você está alcoolizado. b) você usou como referencial o solo terrestre. c) você usou como referencial o carro da frente. d) você usou como referencial o seu próprio carro. e) os conceitos de repouso e movimento independem do referencial adotado. � (MODELO ENEM) – Leia com aten ção a tira da Turma da Mônica mostrada a se guir. É correto afirmar: a) Os conceitos de repouso e movimento não dependem do referencial adotado. b) Cascão está em movimento em relação ao skate. c) Cascão está em repouso em relação ao skate e está em movimento em relação a Cebolinha. d) Cascão está em repouso em relação a Cebolinha. e) Cascão está em movimento em relação ao skate e em relação a Cebolinha. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 212 213FÍSICA � A distância entre duas partículas, A e B, permanece cons - tante. Po de mos afirmar que A está em repouso em relação a B? Justifique sua resposta. (UFRN-MODELO ENEM) – Uma criança está sentada, sem se mover, em um balanço fixo a um dos galhos de uma árvore. À sua es querda, a criança observa um maratonista que se exercita, aproxi mando-se dela com velocidade constante. Já à sua direita, ela avista, a uma distância considerável, um ônibus e seu motorista. O ônibus também se aproxima do garoto com velocidade constante. Considerando-se o cenário apresentado, é correto afirmar: a) Em relação à árvore, a criança está em repouso, e o ônibus e o maratonista estão em movimento. b) Em relação ao ônibus, o motorista está em movimento, pois, a cada instante decorrido, ele se aproxima da criança. c) O maratonista está em repouso em relação à criança, mas em movimento em relação ao motorista de ônibus. d) O motorista do ônibus está em repouso em relação ao ônibus e à criança, mas em movimento em relação ao maratonista. e) O motorista do ônibus está em repouso em relação a qualquer referencial. (IFMT-MODELO ENEM) – “O bondinho passava lenta men - te por vias que hoje são algumas das de tráfego mais intenso da capital, como as avenidas XV de Novembro e a própria Prainha, atualmente com o córrego oculto sob o pavimento.” “Dias antes de seu casamento, a jovem Carmen Vilá Pitaluga, acordou cedo para preparar seu chá de panela. Era março do ano de 1914 e ela tinha de ir comprar o peixe que serviria de almoço às amigas em casa, no Bairro Dom Aquino, em Cuiabá. Com seu irmão, saiu de casa, atravessou o córrego da Prainha por uma pinguela e chegou à Praça Ipiranga. De lá, pretendia chegar à região do Porto. Não iria de charrete, carroça, carro ou ônibus, tampouco faria o trajeto todo a pé: Carmen fez como a maioria das pessoas na época e embarcou em um bondinho puxado por burros.” (Tópicos de texto e Imagem. Extraído do texto: Do bondinho ao VLT, trilhos retornam a Cuiabá depois de quase um século. http://g1.globo.com/mato-grosso/noticia/2013/). A partir das informações do texto, e considerando-se os seus conheci mentos sobre repouso e movimento, com relação ao bondinho, aos trilhos e à jovem Carmen, após o embarque, pode-se afirmar que: a) Estando o bondinho a caminho do Porto, após partir da Praça da Mandioca, a uma velocidade escalar de 3 km/h, Carmen está em movimento em relação aos trilhos por onde passava o bondinho. b) O bondinho chega ao Distrito do Porto, e para no ponto. Nestas condições Carmen está em repouso. c) A baixa velocidade do bondinho, a época tracionada por burros, permite afirmar que ela está em repouso. d) Estando o bondinho a caminho do Porto, após partir da Praça da Mandioca, a uma velocidade escalar de 3 km/h, Carmen está em movimento. e) Independentemente do referencial os trilhos estão em repouso. � (MODELO ENEM) – Uma garota ganhou um carro novo e a 100km/h colide com um poste. Ao prestar depoimento na delegacia, ela afirma ao delegado que não teve culpa alguma. O delegado espantado argumenta: Como você não teve culpa? Você bateu num poste. A garota, acuada, usa argumentos da Física para justificar o seu erro ao volante.Sr. Delegado, o senhor não sabe a que velocidade vinha o poste!!! Do ponto de vista estritamente da Física, a) a frase da garota é absurda, pois um poste não pode estar em movimento. b) os conceitos de repouso e movimento não dependem do referencial adotado. c) o argumento da garota, embora seja absurdo para explicar a colisão, tem conteúdo físico: se o referencial for o carro, a garota está em repouso e o poste se movimenta a 100km/h. d) para um referencial fixo no solo terrestre, a garota estava em repouso. e) para um referencial fixo no carro o poste está em repouso. � Conta-se que um curioso incidente aconteceu du rante a Primeira Guerra Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto francês viu o que acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a rapidamente, ficou surpreso ao verificar que se tratava de um projétil alemão. J. Perelman. Aprenda física brincando. S.Paulo: Hemus, 1970. O piloto consegue apanhar o projétil, pois a) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na frente do piloto. b) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente superior. c) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião francês passou. d) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor. e) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor. � (QUESTÃO DESAFIO) – Duas partículas A e B estão em queda livre vertical ao longo de uma mesma reta. A distância d entre as partículas é dada por: C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 213 214 FÍSICA onde a e b são parâmetros constantes e t indica o tempo de movi mento. Para que A esteja parada em relação a B a condição necessária e suficiente é que: a) d = 0 b) a = b = 0 c) a ≠ b d) a = b e) t = 0 Módulo 8 – Fundamentos da Cinemática II � (AFA-SP) – De uma aeronave que voa horizontal men te, com velocidade constante, uma bomba é aban do nada em queda livre. Desprezando-se o efeito do ar, a traje tória dessa bomba, em relação à aeronave, será um a) arco de elipse. b) arco de parábola. c) segmento de reta vertical. d) ramo de hipérbole. e) um ponto. � Considere um carrinho movendo-se com velocidade constante sobre uma trajetória reti lí nea e horizontal. Num certo instante, uma pes soa que está no carrinho arremessa uma bola verticalmente para ci ma. Desprezando-se a resis tência do ar, indique a alternativa correta: a) Uma pessoa que está no referencial da terra dirá que a bola se moveu para trás e não poderá retornar ao ponto de partida. b) Uma pessoa que está no referencial do carrinho dirá que a bola se moveu para trás e não poderá retornar ao carrinho. c) Uma pessoa que está no referencial do carri nho verá a bola realizar uma trajetória para bólica, caindo novamente sobre o carrinho. d) Uma pessoa que está no referencial da terra verá a bola realizar uma trajetória para bólica, caindo novamente sobre o carrinho. e) Uma pessoa no referencial da terra ou no refe ren cial do carrinho verá a bolinha descrever uma mes ma trajetória. � Considere um avião em voo retilíneo e horizontal, com velocidade constante, e um ponto P, situado na extre midade da hélice, conforme figura que se segue: Pede-se: a) Descrever a trajetória do ponto P em relação ao piloto do avião. b) Descrever a trajetória do ponto P em rela ção a um observador fixo no solo terrestre. � (UERJ-MODELO ENEM) – No interior de um avião que se des loca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante de módulo 1000km/h, um passageiro deixa cair um co po. Observe a ilustração abaixo, na qual estão indicados qua - tro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro. O copo, ao cair, atinge o piso do avião próxi mo ao ponto indicado pela seguinte letra: a) P b) Q c) R d) S e) P ou Q � (UFPA-MODELO ENEM) – Sabe-se que o conceito de movi mento em Física é relativo, ou seja, depende de um referencial. Considerando-se essa afirmação, pode-se afirmar que, para uma pessoa sentada numa cadeira de uma Roda Gigante, em movimento, a trajetória de outra pessoa que está sentada diametralmente oposta é a) uma reta. b) uma parábola. c) circular. d) um segmento de reta. e) inexistente, porque não há movimento. (UEM-MODELO ENEM) – No conto “O jardim de ca mi - nhos que se bifurcam”, do escritor argentino Jorge Luís Borges, encontra-se a seguinte passagem: “[...] Um pássaro riscou o céu cinza e cegamente tomei-o por um aeropla no e a esse aeroplano por muitos (no céu francês) aniquilando o parque de artilharia com bombas verticais.” (BORGES, J. L. Ficções. São Paulo: Círculo do Livro, 1975, p. 92-93). Supondo-se a superfície da Terra um referencial inercial e des - con si derando a resistência do ar, em relação às trajetórias des - cri tas por bombas soltas em pleno voo, de aeroplanos deslo - cando-se horizontalmente com velocidade constante não nula em relação ao solo, assinale o que for correto sobre essas trajetórias. a) São sempre segmentos de retas verticais, independen - temente do refe rencial adotado. b) Nunca são retas, independentemente do referencial ado - tado. c) São sempre segmentos de retas verticais para um observador em repouso na superfície da Terra. d) Nunca são retas para o piloto do aeroplano, pois as bombas ficam para trás em relação a ele à medida que o aeroplano se movimenta para frente. e) São sempre segmentos de retas verticais para o piloto do aeropla no e nunca são retas para um observador em repouso na superfície da Terra. (CEPERJ-MODELO ENEM) – Um trem está se movendo com velocidade cons tante sobre trilhos retilíneos e horizontais. Presa ao teto de um dos vagões, em um bocal defeituoso, há uma lâmpada, como ilustra a figura a seguir. d = 4,0 + (a–b)t (SI) C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 214 215FÍSICA Em um determinado instante, a lâmpada se desprende e cai. Formu lam-se três hipóteses a respeito da trajetória da lâmpada durante a queda, supondo-se a resistência do ar desprezível. Considere dois observadores: O, um passageiro do trem em repouso em relação a ele e O’, parado à beira da estrada (supondo-se que ele possa ver a queda da lâmpada). É correto afirmar que: a) a trajetória da lâmpada em relação a O e O’ é a mesma. b) a trajetória da lâmpada em relação a O’ é a indicada por (3), se o trem estiver se movendo para a esquerda. c) a trajetória da lâmpada em relação a O será indicada por (2), qualquer que seja a velocidade constante do trem. d) a trajetória da lâmpada em relação a O’ será indicada por (1), qualquer que seja o sentido do movimento do trem. e) as trajetórias indicadas por (1) e (3) são arcos de circun - ferência. � Um avião descreve uma trajetória retilínea e horizontal com velocidade constante em relação ao solo terrestre. Uma bomba é abandonada do avião e cai livremente sob ação exclusiva da gravidade (despreza-se o efeito do ar). A figura representa as posições do avião e da bomba em diversos instantes. A respeito da trajetória da bomba assinale a opção correta. a) A trajetória não depende do referencial adotado. b) A trajetória é um segmento de reta vertical. c) A trajetória é um arco de parábola. d) Para o piloto do avião (referencial) a trajetória é um segmento de reta vertical. e) Para um referencial fixo no solo terrestre a trajetória da bomba é vertical. � QUESTÃO DESAFIO – (UNESP-MODELO ENEM) – A fo - to grafia mostra um avião bom bar deiro norte-americano B52 despejando bombas sobre determinada cidade no Vietnã do Norte, em dezembro de 1972. (www.nationalmuseum.af.mil. Adaptado.) Durante essa operação, o avião bombardeiro sobrevoou, horizon tal mente e com velocidade vetorial constante, a região atacada, enquanto abandonava as bombas que, na fotografia tirada de outro avião em repouso em relação ao bombardeiro, aparecem alinhadas verticalmente sob ele, durante a queda. Desprezando-se a resistência do ar e a atuação de forças horizontais sobreas bombas, é correto afirmar que a) no referencial, em repouso sobre a superfície da Terra, cada bomba percorreu uma trajetória parabólica. b) no referencial, em repouso sobre a superfície da Terra, as bombas estavam em movimento retilíneo acelerado. c) no referencial do avião bombardeiro, a trajetória de cada bomba é representada por um arco de parábola. d) enquanto caíam, as bombas estavam todas em repouso, uma em relação às outras. e) as bombas atingiram um mesmo ponto sobre a superfície da Terra, uma vez que caíram verticalmente. Módulo 9 – Fundamentos da Cinemática III � Considere um ponto material em movi mento obe de cen do à seguinte função horária dos espaços: s = 4,0t – 20,0 (unidades do SI) O esquema a seguir representa a trajetória descrita pela par - tícula e algumas posições nessa trajetória. Assinale a alternativa correta. a) Na origem dos tempos (t = 0), a partícula está posicionada na origem dos espaços. b) A partícula passa pela origem dos espaços no instante t = 5,0s. c) No instante t = 10,0s a partícula está posicionada no ponto A. d) A partícula está-se movendo da direita para a esquerda. e) A partícula passa pela posição C no instante t = 8,0s. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 215 216 FÍSICA � Uma partícula está em movimento com equação ho rária dos espaços dada por: s = 3,0t2 – 27,0 (SI), válida para t � 0 Considere as proposições que se seguem: I. A trajetória da partícula é parabólica. II. A partícula passa pela origem dos espaços no instante t = 3,0s. III. Na origem dos tempos, a partícula está posicio nada na origem dos espaços. IV. O espaço inicial vale –27,0m. Estão corretas apenas: a) I e II b) I e III c) I e IV d) II e IV e) II e III � (MODELO ENEM) – Na figura represen tamos o perfil de uma rodovia, bem como a localização de cinco cidades indicadas pelos pontos A, B, C, D e E. Adotando-se a cidade C como origem dos es pa ços, a posição de um carro ao longo da ro do via é definida pela lei horária s = –30 + 60t, para s medido em qui lômetros e t medido em horas e a rodovia orientada de A para E. Podemos afirmar que a) na origem dos tempos (t = 0) o carro está posicionado na cidade A. b) o carro passa pela cidade C no instante t = 1,0h. c) o tempo gasto entre as cidades B e E foi de 1,5h. d) o carro passa pela cidade D no instante t = 2,0h. e) o carro passa pela cidade A no instante t = 3,0h. � A respeito do conceito de espaço (indica dor de posição), considere as proposições a seguir. (I) O espaço s é a medida algébrica do arco de trajetória que vai da origem dos espaços até a posição do móvel. (II) O espaço s é a distância da posição do móvel até a origem dos espaços. (III) O espaço s é a distância percorrida pelo móvel. (IV) O espaço s não pode ser negativo. Está correto apenas o que se afirma em: a) I b) I e II c) III d) I e IV e) II e IV � (UFPE-MODELO ENEM) – O gráfico a seguir mostra a posi ção, em função do tem po, de três carros que se movem no mesmo senti do e na mesma estrada retilínea. O intervalo de tempo que o carro Z leva entre alcançar o carro X e depois alcançar o carro Y é de a) 10s b) 15s c) 20s d) 25s e) 30s (UFPB) – Em uma competição de rally pelo interior do Brasil, um dos competidores para o seu jeep por falta de gasolina. O moto rista então anda 200 metros em linha reta para a direita até encontrar um posto de combustível. Em seguida, ele anda mais 10 metros, no mesmo sentido, até uma loja de conveniência para comprar água. Finalmente, o motorista retorna em linha reta para o seu jeep. Considerando-se o posto de gasolina como origem do sistema de referência e adotando-se o sentido positivo como sendo o da esquerda para a direita, identifique as afirmativas corretas: I. A posição do jeep em relação ao posto é −200 m. II. O deslocamento escalar do motorista entre o posto e a loja de con veniên cia foi de 10m. III. O deslocamento do motorista entre a loja de conveniência e o jeep foi de −210 m. IV. O deslocamento escalar do motorista, no trajeto posto de com bustível – loja de conveniência – posto de combustível, foi de 20m. V. A distância total percorrida pelo motorista, para comprar gasolina e água e retornar para o jeep, foi de 420m. Somente está correto o que se afirmou em: a) I e II. b) III e V. c) III, IV e V. d) I, II, III e V e) II, III, IV e V. (OLIMPÍADA PAULISTA DE FÍSICA-MODELO ENEM) – Um automóvel inicia sua viagem no km 28,5 de uma rodovia, às 9h 45min e a termina em outra cidade às 13h 27min do mesmo dia, no km 57,2 da mesma rodovia. Nesta viagem: a) O automóvel sempre se moveu para frente, uma vez que o marco final da viagem é maior que o marco inicial. b) A distância percorrida nesta viagem foi exatamente de 28,7 km e durou exatamente 3h 42 min. c) A distância percorrida pode ter sido menor que 28,7 km, porém o tempo de percurso não pode ser diferente de 3h 42 min. d) Se saísse às 10h o tempo de viagem seria de 3h 27min. e a distância percorrida certamente só pode ser de 28,7 km. e) Dependendo de como foi a viagem, a distância percorrida pode ser um valor diferente de 28,7 km, porém o tempo de viagem só pode ser de 3h 42min. Y Z X C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 216 217FÍSICA � (FUNDAÇÃO CARLOS CHAGAS-MODELO ENEM) – A invenção do basquete Um esporte que pudesse ser praticado por várias pessoas, fácil de aprender, que pudesse ser adaptado a um espaço fechado e não fosse violento. Esse foi o pedido que o diretor da Faculdade Springfield, de Massachussetts, fez ao professor James Naismith. No rigoroso inverno de 1891, era necessário inventar alguma atividade esportiva que moti vasse os alunos, impossibilitados de praticar esportes ao ar livre e entediados com as aulas de ginástica. Naismith meditou na encomenda do diretor: para um jogo coletivo, pensou logo na bola. Mas não queria que ela fosse chutada ou ficasse muito tempo retida nas mãos dos jogadores. A bola teria de ser rapidamente atirada para um alvo, acima da cabeça dos jogadores. Para acertar o alvo, eles deveriam lançar a bola descrevendo uma parábola, o que evitaria a violência do arremesso na horizontal. Essas seriam as regras básicas. (Walter Spinelli. Matemática. S. Paulo: Nova Geração, v.1. 2005. p. 75.) Após sofrer uma falta, um jogador arremessou a bola rumo à cesta. A altura h da bola, relativa ao solo, é dada em função do tempo de movimento t pela relação: A altura da cesta é H = 2,5m. No instante t = 2,0s: a) a bola está na altura 2,1m. b) a bola pode estar entrando na cesta. c) a bola está em uma altura maior que a da cesta. d) a bola está em uma altura menor que a da cesta. e) a bola já voltou ao solo. � Uma partícula descreve uma circunferência partindo da posição A no instante t = 0 movendo-se no sentido horário com equação horária dos espaços dada por: k = constante positiva No instante t = T a partícula atinge pela primeira vez a posição B. No instante t = 2T a partícula estará na posição a) A b) B c) C d) D � QUESTÃO DESAFIO – (ONC-MODELO ENEM) – A partir do instante t = 0s, no interior de uma maravilhosa casa de bonecas, uma barata e uma formiga foram observadas em uma parede cuja altura mede 80cm e a largura mede 100cm. Um canto inferior dessa parede foi escolhido como origem de um plano cartesiano de refe rência, conforme figura abaixo. Devido ao movimento da barata, as coordenadas x e y dos locais ocupados por ela foram alteradas em função do tempo t, conforme as equações xB = 20,0 + 2,0t e yB = 72,0 – 2,0t 2. Já as coordenadas x e y dos locais ocupados pela formiga foram alteradas de acordo com as funções xF = 60,0 – 4,0t – 1,0t 2 e yF = 2,0 + 4,0t. Nas funções dadas x e y são medidos em cm e t em s. Verifique se em algum instante t (t � 0) a barata e a formiga vão se encontrar. a) Não haverá encontro b) Vão se encontrar para t = 4,0s. c) Vão se encontrar para t = 5,0s. d) Vão se encontrar em dois instante: t = 4,0s e t = 5,0s. e) Não há como prever se haverá encontro. Módulo 10 – Velocidade escalar média �O corredor Joaquim Cruz, ganhador da medalha de ou ro nas olim píadas de Los An geles, fez o percurso de 800m em, aproxi ma damente, 1min40s. Determine a sua velo cida de escalar média nesta corrida. � (VUNESP-MODELO ENEM) – Ao pas sar pelo marco “km 200” de uma rodovia, um mo torista vê um anúncio com a inscrição: “Abastecimento e restaurante a 30 mi nutos”. Con - siderando-se que esse posto de serviços se encontra junto ao marco “km 245” dessa rodovia, pode-se concluir que o anunciante pre vê, para os carros que trafegam nesse tre cho, uma velo cidade escalar média, em km/h, de: a) 80 b) 90 c) 100 d) 110 e) 120 � (FUVEST-SP) – Um ônibus sai de São Paulo às 8 ho ras e chega a Jaboticabal, que dista 350km da capital, às 11h e 30min. No trecho de Jundiaí a Campinas, de aproxi madamente 45km, a sua velocidade escalar foi constante e igual a 90km/h. a) Qual a velocidade escalar média, em km/h, no trajeto São Pau lo-Jaboti cabal? b) Em quanto tempo o ônibus cumpre o tre cho Jundiaí-Cam - pinas? h = 2,1 + 10,0t – 4,9t2 (SI) s = kt2 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 217 218 FÍSICA � A distância da Terra ao Sol é denominada unidade as tro - nômica (ua). A luz gasta 8 minutos para fazer o trajeto do Sol à Terra. Qual o mó dulo da velocidade da luz em ua/h? � (ETEC-SP-MODELO ENEM) – A equipe de logística de uma transportadora, após definir o roteiro mais viável para a realização da entrega de mercadorias, determinou que um dos moto ristas deveria fazer oito entregas pela manhã, gas tando, entre deslocamento, descar ga e assina tura de documentos, exatos 30 mi nu tos para cada uma das entregas. Tudo transcorria de acordo com as especifica ções, porém, na sétima entrega, houve um atra so de 10 minutos. Sabe-se que a distância entre o sétimo e o oitavo ponto de entrega é de 15km e que o motorista conseguirá manter a velocidade es calar média de 60km/h para percorrer esse trajeto. Sendo assim, é correto afirmar que, para cum prir o prazo estipulado pela equipe de logís ti ca, esse motorista terá disponível, para a descar ga e a assinatura de documentos, o tempo de a) 1 minuto. b) 5 minutos. c) 10 minutos. d) 15 minutos. e) 20 minutos. (FATEC-SP-MODELO ENEM) – Em 1895, um trem causou furor na população eu ropeia ao fazer o trecho de apro - ximadamente 880 quilômetros entre Londres e Aberdeen, na Es cócia, no fantástico tempo médio de 8 horas. Recentemente, o bilionário Elon Musk, tam bém chamado de Tony Stark da vida real, sur preendeu a população mundial ao apresentar o projeto do trem Hyperloop que, se funcionar como descrito, pode revolucionar o mundo dos transportes. O Hyperloop, um trem encapsulado movido a energia solar e trilhos eletromagnéticos, possi bi litará que uma viagem entre Los Angeles e San Francisco, nos Estados Unidos, cidades distantes entre si cerca de 610 quilô metros, seja feita em apenas 30 minutos. Considerando-se essas informações, podemos afirmar, corretamente, que a velocidade esca lar média do trem britânico equivaleria, em re lação à velocidade escalar média do Hyperloop, aproximadamente, a a) 9% b) 15% c) 50% d) 74% e) 121% No Brasil, a quantidade de mortes decorrentes de acidentes por excesso de velocidade já é tratada como uma epidemia. Uma forma de profilaxia é a instalação de aparelhos que medem a velocidade dos automóveis e registram, por meio de fotografias, os veículos que trafegam acima do limite de velocidade permitido. O princípio de funcionamento desses aparelhos consiste na instalação de dois sensores no solo, de forma a registrar os instantes em que o veículo passa e, em caso de excesso de velocidade, fotografar o veículo quando ele passar sobre uma marca no solo, após o segundo sensor. Considere que o dispositivo repre sentado na figura esteja instalado em uma via com velocidade máxima permitida de 60km/h. No caso de um automóvel que trafega na velocidade máxima permiti da, o tempo, em milissegundos, medido pelo dispositivo, é a) 8,3 b) 12,5 c) 30,0 d) 45,0 e) 75,0 � (UNICAMP-MODELO ENEM) – Drones são veículos voa - dores não tripulados, controlados remotamente e guiados por GPS. Uma de suas potenciais aplicações é reduzir o tempo da prestação de primeiro socorro, levando pequenos equipamentos e instruções ao local do socorro, para que qualquer pessoa administre os primeiros cuidados até a chegada de uma ambulância. Considere um caso em que o drone ambulância se deslocou 9,0 km em 5,0 minutos. Nesse caso, o módulo de sua velocidade escalar média é de aproximada mente a) 1,4m/s b) 30m/s c) 45m/s d) 140m/s e) 150m/s � (MODELO ENEM) – O gráfico I, apresentado a seguir, mede a velocidade escalar média de um ônibus em função da quantidade de km de lentidão em virtude do congestionamento, em um determinado dia. O gráfico II mostra a evolução do congestionamento com o horário, ao longo do dia. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 218 219FÍSICA O ônibus faz um mesmo percurso de 10km às 7h da manhã e às 7h da noite. Às 7h da manhã, o percurso foi feito em um tempo T1 e, às 7h da noite, em um tempo T2. A razão vale: a) 0,4 b) 0,5 c) 1 d) 2 e) 2,5 � (VUNESP-UNN-MODELO ENEM) – Uma ambulância trafe ga va por uma avenida retilínea e, ao pas sar por um ponto A, tinha velocidade escalar constante de 20,0km/h. Depois de percorrer, com essa velocidade, um trecho congestionado de 2,0km, o motorista acionou a sirene da ambulância e, a partir desse momento, aumentou instantaneamente sua velocidade escalar para 40,0km/h. Mantendo essa velocidade, percorreu um trecho de 6,0km até passar por um ponto C. A velocidade escalar média da ambulância entre os pontos A e C, em km/h, foi de: a) 34,0 b) 36,0 c) 28,0 d) 30,0 e) 32,0 � (QUESTÃO DESAFIO-VUNESP-USCS-MODELO ENEM) – Em suas aulas de pre pa ração para obter a carteira nacional de habilitação, Augusto dá duas voltas em um mesmo circuito com o veículo da autoescola. Na primeira, desenvolve velocidade escalar média de 20km/h e na segunda, de 12km/h. Dessa forma, Augusto desenvolveu, nas duas voltas, uma velocidade escalar média de. a) 13km/h b) 14km/h c) 15km/h d) 16km/h e) 17km/h � Uma partícula está animada de um movi mento cuja função horária do espaço é dada por: s = 1,0t2 – 5,0 (em unidades do SI) Entre os instantes t1 = 1,0s e t2 = 3,0s, a velocidade escalar mé dia vale: a) 1,0m/s b) 2,0m/s c) 3,0m/s d) 4,0m/s e) 5,0m/s � Uma partícula, deslocando-se ao longo de uma traje tória, tem seu espaço (s) variando com o tempo (t) conforme a função: s = 3,0t2 – 2,0 (SI) Sua velocidade escalar média, no intervalo de tempo limitado pelos instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s, vale: a) 6,0m/s b) 4,0m/s c) 2,0m/s d) 1,0m/s e) zero � Um carro percorreu 60m com velocidade escalar constante de 15m/s e os próximos 60m com velocidade escalar constante de 30m/s. A velocidade escalar média no trajeto de 120m foi de: a) 15m/s b) 20m/s c) 22m/s d) 25m/s e) 30m/s � Uma partícula está em movimento retilí neo, obede cendo à seguinte função horá ria do espaço: s = 2,0t2 – 18,0 (unidades do SI), válida para t � 0. a) Em que instante a partícula passa pela origem dos espaços? b) Qual a velocidade escalar média entre os instantes t1 = 0 e t2 = 5,0s? � (VUNESP-MODELO ENEM) – Pedro e Paulo são dois moto ristas que desejam che gar à Praça da Sé, em São Paulo. Partem simul taneamente de um mesmo local da Rodovia Cas - te lo Branco. Pedro escolhe o caminho mais curto, porém com trânsito mais intenso, percorrendo a distância de 72km com velocidade escalar média de 20m/s. Paulo escolhe o ca minho mais longo, porém com trânsito mais livre, percorrendo a dis - tância de 100km com velo cidade escalar média de 120km/h. Assinale a alternativa que indica quem chegou primeiro à Praça da Sé e o tempo gasto no percurso. a) Paulo, em 72min. b) Pedro, em 60min. c) Paulo, em 60min. d) Pedro, em 50min. e) Paulo, em 50min. � (MODELO ENEM) – Define-se 1 ano-luz como sendo a dis tân cia percor rida pela luz, no vácuo, durante 1 ano. A estrela mais pró xima da Terra, sem contar o Sol, Próxima Cen tau ri, encontra-se a aproximadamente 4,1 . 1013km do nosso pla neta. Assim sendo, po demos concluir que a distância entre Próxima Centauri e a Terra é, em anos-luz, de aproximada men te a) 1,3 b) 2,7 c) 3,6 d) 4,6 e) 5,8 Dados: 1) Módulo da velocidade da luz no vácuo: 3 . 108m/s 2) 1 ano � 3 . 107s � (UERJ) – Ao se deslocar do Rio de Janeiro a Porto Alegre, um avião percorre essa distância com velocidade escalar média V no primeiro do trajeto e 2V no trecho res tante. A velocidade escalar média do avião no percurso total foi igual a: a) V b) V c) V d) V � Um carro, em trajetória retilínea, percorre um trecho A — B — C. O trecho AB é percorrido com velocidade escalar constante V1 em um intervalo de tempo T. T2–––– T1 1 –– 9 5 –– 4 5 –– 3 8 –– 5 9 –– 5 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 219 220 FÍSICA O trecho BC é percorrido com velocidade escalar constante V2 no mes mo intervalo de tempo T. Calcule, em função de V1 e V2, a velocidade escalar média no trecho AC. � (UNESP-MODELO ENEM) – Juliana pratica corridas e consegue correr 5,0 km em meia hora. Seu próximo desafio é participar da corrida de São Silvestre, cujo percurso é de 15 km. Como é uma distância maior do que a que está acostumada a correr, seu instrutor orientou que diminuísse sua velocidade escalar média habitual em 40% durante a nova prova. Se seguir a orientação de seu instrutor, Juliana completará a corrida de São Silvestre em a) 1h52min. b) 2h15min. c) 2h30min. d) 2h40min. e) 3h. �21 (UNESP-MODELO ENEM) – Em 2014, a Companhia de En ge nharia de Tráfego (CET) implantou duas faixas para pe des - tres na diagonal de um cruzamento de ruas perpen diculares do centro de São Paulo. Juntas, as faixas formam um ‘X’, como indicado na imagem. Segundo a CET, o objetivo das faixas foi o de encurtar o tempo e a distância da travessia. (http://ciclovivo.com.br. Adaptado.) Antes da implantação das novas faixas, o tempo neces sário para o pe destre ir do ponto A até o ponto C era de 90 segundos e dis - tribuía-se do seguinte modo: 40 segundos para atravessar — AB, com velocidade escalar média V; 20 segundos esperando o sinal verde de pedestres para iniciar a travessia — BC; e 30 segundos para atravessar, também com veloci dade escalar média V. Na nova configuração das faixas, com a mesma veloci dade escalar média V, a economia de tempo para ir de A até C, por meio da faixa — AC, em segundos, será igual a a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 �22 (FEPESE-MODELO ENEM) – Motoristas de ambulâncias são profissionais que se diferenciam dos seus pares, os mo - toristas em geral, graças às peculiaridades de suas atividades. Uma categoria que costuma passar 24 horas, pois muitas ve - zes também trabalha em regime de plantão, envolvido com a res ponsabilidade de conduzir pessoas doentes. Algumas vezes apenas uma remoção para realização de exames, outras vezes situações em que um quilômetro ou mesmo um minuto pode fazer a diferença entre a vida e a morte. A maioria costuma arriscar sua vida nas estradas, graças à angústia e ao senso de respon sabilidade que são inerentes à profissão. https://www.clickpb.com.br/saude/especial-motorista-deambulancia- profissao-perigo-101.html, acessado em 28/09/2017. Uma ambulância do Samu precisa levar um paciente, morador de Antônio Carlos, para o Hospital Regional de São José. A distância entre o hospital e a casa do paciente é de 28km. Sabendo-se que o veículo partiu às 17h30min, e que o Motorista manteve, nos primeiros 12km, uma velocidade escalar média de 60 km/h, ficou retido por 20 minutos e nos últimos 16km sua velocidade escalar média foi de 80km/h, o horário de chegada no hospital foi: a) 18h05min. b) 18h14min. c) 18h45min. d) 19h05min. e) 19h12min. �23 QUESTÃO DESAFIO – (ESCOLA NAVAL-MODELO ENEM) – Um motorista faz uma viagem da cidade A até a cidade B. O pri meiro um terço do percurso da viagem ele executa com uma velo cidade escalar média de 50km/h. Em um segundo trecho, equivalente à metade do percurso, ele executa com uma velocidade escalar média de 75km/h e o restante do percurso faz com velocidade escalar média de 25km/h. Se a velocidade escalar média do percurso todo foi de 48km/h, é correto afirmar que, se a distância entre as cidades A e B for de 600 km então o motorista ficou parado por: a) 0,50h b) 1,0h c) 1,5h d) 2,0h e) 2,5h Módulo 11 – Velocidade escalar instantânea � (OBF-MODELO ENEM) – Em épocas de inverno rigoroso é comum nos depararmos com fortes trovões e relâmpagos que terminam por assustar as pessoas. O fato de enxergarmos o relâmpago antes de ouvirmos o trovão por ele produzido pode ser explicado: a) Pela produção do trovão alguns segundos após a ocorrência do relâmpago; b) Pela difração das ondas sonoras nas nuvens; c) Pelo fenômeno da polarização, que ocorre com as ondas sonoras; d) Pelo fenômeno da dispersão da luz. e) Pela diferença entre as velocidades de propagação da luz e do som no ar. � (OBF-MODELO ENEM) – As grandes capitais brasileiras têm implantado redução dos li mites de velocidade em vias com maior potencial de causar acidentes. O objetivo desta medida é evitar mortes ou diminuir a gravidade dos ferimentos. Apesar de gerar polêmica onde tem sido aplicada, a medi da é uma tendência mundial e está sendo adotada mesmo em ci - dades conhecidas pelo favorecimento do transporte individual. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 220 221FÍSICA A partir do gráfico, pode-se afirmar que: a) para que a probabilidade de morte seja inferior a 50%, um limite adequado de velocidade pode ser de 40km/h. b) a probabilidade de morte do pedestre é constante para velocidades maiores que 50km/h. c) a maior probabilidade de morte do pedestre ocorre para a velocidade de 50km/h. d) quanto maior a velocidade do carro no impacto, menor a proba bilidade de morte do pedestre. e) não existe relação entre a probabilidade de morte do pedestre e a velocidade do carro no impacto. � (VUNESP-MODELO ENEM) – O gráfico mostra duas curvas que representam a velocidade de infiltração da água em um solo arenoso e em um solo argiloso, em função do tempo. É correto afirmar que a) as velocidades das infiltrações nos solos arenoso e argiloso ini ciam-se com o mesmo valor. b) as velocidades das infiltrações nos solos arenoso e argiloso são sempre iguais, mas iniciam-se em instantes diferentes. c) as velocidades das infiltrações nos solos arenoso e argiloso di mi nuem com o passar do tempo, mas a do solo arenoso sempre é maior que a do solo argiloso em um mesmo instante. d) as velocidades das infiltrações nos solos arenoso e argiloso co meçam com valores diferentes, mas se igualam no final das medições. e) existem instantes em que a velocidade da infiltração no solo arenoso é menor do que no solo argiloso. � (OBFEP-MODELO ENEM) – Vinícius e Tom estão cons - tante mente trocando ideias sobre esportes. Desta vez, era sobre velocidade na corrida de 100 m rasos. Eles sabem que o homem mais rápido do mundo é o Usain Bolt, com a marca de 9,58s. Já a melhor marca sul-americana foi a de 10,00s de Rob - son Caetano, em 1988. Desta vez, foi Vinícius que perguntou a Tom: – Será que Robson Caetano, quando fez sua melhor mar - ca, ultrapassou os 40km/h de velocidade em algum instante? Qual seria a resposta correta? a) Não. Se ele percorreu 100m durante 10s, ele percorreria 36000m (ou 36km) em 3600s (ou 1h), o que corresponde à velocidade escalar exata de 36 km/h, menor que 40km/h. b) Sim. Se ele partiu do repouso (v = 0) e sua velocidade escalar média foi 36km/h, é muito provável que sua velocidade escalar instantânea tenha atingido 4km/h acima da velocidade escalar média. c) Não. Ele não chegou a percorrer 1 quilômetro, nem gastou 1 hora, portanto, é incoerente apresentar sua velocidade escalar em quilômetros por hora. d) Sim. Se a maratona possui uma distância um pouco maior que 42km um bom atleta, como Robson, conseguiria percorrer mais que 42km; portanto, sua velocidade escalar ultrapassouos 40km/h. e) Não. Sua velocidade escalar se manteve constante e igual a 36km/h. � (FAAP-SP-MODELO ENEM) O esguio F-16, um dos favoritos da FAB A “máquina” da Lockheed-Martin tem tudo para ser o caça da FAB Na batalha pelo contrato para forneci mento de 24 no vos caças supersônicos para a Força Aérea Bra sileira (FAB), a arma es tra tégica da fabricante norte-americana Lockheed-Martin é o impressionante F-16 Fal con, peça principal da linha militar da empresa. Trata-se de um caça de múltiplo emprego, o mais utilizado pela aviação dos Estados Unidos, que opera 1412 unidades. Cada uma dessas máquinas de guerra cus ta em mé dia US$ 35 milhões e voa a 2,4 .10 3km/h levando até 7,2 to neladas de car ga de combate – mísseis, bom bas, armas in teligentes – com raio de ação de 4,2 .103quilô me tros. (O Estado de São Paulo) A velocidade denominada 1 mach corres ponde à ve lo cidade do som no ar, ou seja, aproximadamente 340m/s. De acordo com o texto, o avião supersônico F-16 voa com velocidade escalar próxima de a) 2 mach b) 3 mach c) 4 mach d) 5 mach e) 7 mach Um móvel descreve uma trajetória retilínea e sua velocidade es calar varia com o tempo segundo o gráfico a seguir: C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 221 222 FÍSICA Quais instantes correspondem aos pontos de inversão no sen - tido do movimento? a) t2, t4 e t6 b) t1, t3 e t5 c) t2 e t4 d) t4 e t6 e) t2 e t6 (IFMT-MODELO ENEM) – O felino mais rápido da terra é o guepardo, que con segue alcançar a velocidade escalar de 108km/h. Alguns humanos conseguem atingir a velocidade escalar de 10m/s, então, a velo cidade escalar desse animal em relação ao homem é: a) 2 vezes maior. b) 3 vezes maior. c) 4 vezes maior. d) 5 vezes maior. e) 6 vezes maior. � (FUVEST-SP) – Um corpo se movimenta sobre o eixo x, de acordo com a equação horária: x = 2,0 + 2,0t – 2,0t2, em que t é dado em segundos e x em metros. a) Qual a velocidade escalar média entre os instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s? b) Qual é a velocidade escalar nos instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s? � Um projétil lançado verticalmente para cima tem altura h, relativa ao solo, variando com o tempo t segundo a relação: h = 20,0t – 5,0t2 (unidades do SI) Sabe-se que no ponto mais alto da trajetória a velocidade escalar se anula. Determine a) o instante t1 em que o projétil atinge sua altura máxima; b) o valor da altura máxima atingida. � QUESTÃO DESAFIO – A equação horária para o movi men - to de um carro entre os instantes t1 = 0 e t2 = 10,0s é dada por: s = 2,0t2 – 8,0 (SI), válida para t � 0. A trajetória do carro é retilínea. A velocidade escalar do carro, em km/h, quan do ele passar pela origem dos espaços vale: a) 28,8 b) 30,0 c) 45,0 d) 72,0 e) 108 � Uma partícula se move ao longo do eixo x e sua coorde - nada de posição varia com o tempo conforme o gráfico a se - guir: Sejam V1, V2, V3 e V4 as velocidades escala res da partícula nos instantes t1, t2, t3 e t4, respectivamente. Assinale a opção correta: a) V1 > 0; V2 = 0; V3 < 0; V4 = 0 b) V1 > 0; V2 = 0; V3 < 0; V4 < 0 c) V1 < 0; V2 > 0; V3 < 0; V4 > 0 d) V1 < 0; V2 = 0; V3 > 0; V4 = 0 e) V1 = 0; V2 > 0; V3 = 0; V4 < 0 � Duas partículas, A e B, descrevem, simul ta neamente, uma mesma traje tória retilínea com equações horá rias dos espaços dadas por sA = 10,0t (SI) e sB = 6,0t + 1,0t 2 (SI) Determine a) o instante t1 em que as velocidades escala res de A e B se igualam; b) a distância entre A e B no instante t1. � Uma partícula descreve uma trajetória reti lí nea com equa - ção horária dos espaços da da por: s = 1,0t2 – 2,0t + 1,0 (SI) Considere as proposições que se seguem. (01) Na origem dos tempos, a partícula está posicio nada na origem dos espaços. (02) A velocidade escalar inicial vale 1,0m/s. (04) A partícula passa pela origem dos espa ços ape nas em um instante. (08) O ponto de inversão de movimento coincide com a origem dos espaços. Dê como resposta a soma dos números associados às propo - si ções corretas. � Um atleta disputa uma corrida de 100m ra sos. Durante os primeiros 25m, a coordena da de posição do atleta (espaço) varia com o tempo de acordo com a relação: s = t2 (SI) Nos 75 m finais, a velocidade escalar do atleta man teve-se constante. Determine a) o tempo gasto pelo atleta para percorrer os 25m iniciais; b) a velocidade escalar com que o atleta cruzou a linha de chegada. � (MODELO ENEM) – Numa corrida de 100 m rasos um atleta olímpico descreveu uma trajetória retilínea e sua coordenada de posição x variou com o tempo t, até atingir sua velocidade escalar máxima v = 16,0 m/s, se gundo a relação: Ao atingir a velocidade escalar máxima ela é mantida constante até o final da corrida. A marca (tempo gasto na corrida) obtida pelo atleta foi de: a) 9,87s b) 10,00s c) 10,05s d) 10,25s e) 10,50s � A função horária do espaço do movi men to de uma par - tícula, em trajetória retilínea, é expressa por: s = 1,0t2 – 10,0t + 24,0 (SI) Pedem-se: a) o instante (t1) a partir do qual o móvel in ver te o sentido de seu movimento; b) a posição do móvel no instante t1. � Uma bola foi lançada verticalmente para cima a partir do solo e sua altura H, relativa ao solo, varia com o tempo t segundo a função: H = 10,0t – 5,0 t2 (SI) Determine, para os instantes t1 = 0,5s e t2 = 1,5s: 25 —–— 16 x = 1,00 t2 (SI) C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 222 223FÍSICA a) os valores da altura H; b) os valores da velocidade escalar da bola. � (PISA-MODELO ENEM) – Chama-se distância de freada à dis tância percorrida por um veículo entre o instante em que o con dutor vê um obstáculo e o instante em que o veículo se imobiliza. Para calcular a distância de freada (D), em metros, utiliza-se a seguinte fórmula: D = 0,3V + , em que V é a velocidade escalar medida em km/h Com base no texto e nos limites de veloci dades estabelecidos, a distância mínima a que devemos sinalizar um acidente de mo do a evitar outras colisões com os veículos aciden tados é de: a) 27,5m b) 36m c) 72m d) 108m e) 150m � (VUNESP-CUSC-MODELO ENEM) – Em 1842, o médico francês Jean Poiseuille descobriu experimentalmente a relação entre a velocidade de escoamento do sangue em um ponto no interior de uma artéria e a sua distância ao centro da artéria. Essa relação, co nhecida como Lei do fluxo laminar, é expressa por V = k . (R2 – r2), em que V é o módulo da velocidade, em cm/s, de escoamento do sangue em um ponto P, k uma constante positiva, R é o raio da artéria, em cm, considerada cilíndrica circular, e r é a distância, em cm, de P ao centro da artéria, com 0 r R, conforme mostra a figura. Suponha que para uma determinada artéria essa lei possa ser expressa da seguinte maneira: V = 1100 . (0,05 – r2), válida para r em cm e V em cm/s. Para que o módulo da velocidade de escoamento do sangue em um determinado ponto dessa artéria seja 11cm/s, calcule o valor de r, em cm. a) 0,10 b) 0,20 c) 0,30 d) 0,40 e) 0,50 � QUESTÃO DESAFIO – Uma partícula descreve uma trajetória retilínea e sua coordenada de posição x varia com o tempo t segundo a relação: válida para t � 0 A velocidade escalar máxima da partícula vale: a) 1,0 m/s b) 1,5 m/s c) 2,0 m/s d) 2,5 m/s e) 3,0 m/s Módulo 12 – Aceleração escalar � (UEMG-MODELO ENEM) – “A moça imprimia mais e mais velocidade a sua louca e solitária mara tona.” (Evaristo, 2014, p. 67.) Conceição Evaristo refere-se claramente a uma gran de za física nesse texto: “imprimia mais e mais ve lo ci dade.” Trata-se de uma grandeza relacionada não com a ve locidade, mas com a mudança da velo cidade, em rela ção ao tempo. A unidade dessa grandeza física, no sistema inter na cio nal de unidades, é a) m b) s c) m.s–1 d) m.s–2 e) m.s–3 � (OBFEP-MODELO ENEM) – No Pan-americano de Gua - dalajara, em 2011, a brasileira Rosângela Santos ganhou ouro na pro va dos 100m rasos. Ela foi classificada para competir nas provas de 100m e 200m rasos na olimpíada do Rio de Janeiro. A imagem abaixo relata os primeiros metros após a largada, na prova que consa grou Rosângela comoprimeiro lugar. Compare a posição da brasi leira, identificada pela letra B, com a posição das demais corredoras. Uma curiosidade desta prova é que a aceleração das atletas é máxima na largada e vai diminuindo no decorrer da prova. Do início ao fim da prova, podemos afirmas com certeza que Rosân gela, por ter vencido a corrida, certamente teve a maior a) aceleração escalar média. b) aceleração escalar instantânea. c) velocidade escalar instantânea. d) velocidade escalar média. e) frequência de pessoas. � (VUNESP-UNIFADRA-MODELO ENEM) – Pilotos de aviões de caça são treinados para suportar acelerações de até 80 m/s2 sem perderem a consciência. Suponha que um avião de caça, voando em linha reta, tenha que aumentar sua velocidade escalar de 1080 km/h para 2520 km/h. Para que a aceleração escalar média não ultrapasse o valor de 80 m/s2, o intervalo de tempo dessa manobra deve ser de, no mínimo, a) 9,5s b) 8,0s c) 7,5s d) 5,0s e) 2,5s � (IFMG-MODELO ENEM) – Analisando o gráfico a seguir, que representa a aceleração escalar em função do tempo referente ao movimento retilíneo de um carrinho de brinquedo, Paulo e Carlos, alunos do 1.o ano, fazem as seguintes afirma - ções: V2 –––– 200 Velocidade escalar permitida na au toes tra da: Mínima – 50km/h Máxima – 120km/h x = 3,0t2 – 2,0t3 (SI) C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 223 224 FÍSICA Paulo: O carrinho aumenta a velocidade escalar durante todo percurso compreendido pelo gráfico. Carlos:O aumento de velocidade escalar entre 0 e 6,0 segun - dos é inferior à 1,0 m/s. Acerca dessa situação, é correto admitir que: a) Apenas Paulo está correto. b) Apenas Carlos está correto. c) Ambos estão corretos. d) Nenhum deles está correto. e) Não há dados suficientes para julgarmos as assertivas de Paulo e Carlos. � (UFPE) – O gráfico abaixo representa a velo cidade escalar de um auto móvel em função do tempo. Qual é a aceleração escalar em m/s2? A equação horária dos espaços para o movi mento de um ponto material é dada por: s = 1,0t3 – 2,0t2 + 10 (SI). a) Calcule a aceleração escalar média entre os instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s. b) Calcule a aceleração escalar nos instantes t1 = 0 e t2 = 2,0s. Um móvel se desloca em uma trajetória reti línea com equação horária do espaço dada por: s =1,0t3 – 12,0t +10,0, válida para t � 0 e em unidades do SI. a) Em que instante (tp) o móvel para? b) Qual sua aceleração escalar nesse instante (tp)? � Um ponto material descreve uma trajetória retilínea com função horária dos espaços dada por: s = 1,0t3 – 27,0 (SI), válida para t � 0 No instante em que o ponto material passa pela origem dos espaços, sua aceleração escalar é igual a: a) zero b) 12,0m/s2 c) 15,0m/s2 d) 18,0m/s2 e) 27,0m/s2 � Uma pessoa, deslocando-se em linha reta, tem função horária do espaço dada por: s = 1,0t2 – 4,0 válida em unidades do SI e para t � 0. No instante em que a pessoa passa pela origem dos espaços, sua velocidade escalar e sua ace leração escalar serão, respectivamente, iguais a: a) 0 e 0 b) 4,0m/s e 0 c) 4,0m/s e 2,0m/s2 d) 2,0m/s e 2,0m/s2 e) 4,0m/s e 4,0m/s2 � (IME) – Uma partícula move-se ao longo de uma reta com velocidade escalar que depende do tempo na forma: V = 1,0 t3 + 3,0 t2 + 4,0 (SI) a) Determine a aceleração escalar da partícula no instante t = 2,0s. b) Determine a aceleração escalar média da partícula entre os instan tes t1 = 1,0s e t2 = 2,0s. � (UFMS-MODELO ENEM) – Um carro passa por um radar colocado em uma estrada retilínea. O computador ligado ao ra - dar afere que a equação horária para o movimento do carro é: s = 2,0 + 70,0t + 3,0t2 para s medido em km e t medido em horas. Esta equação é válida até o carro atingir a velocidade escalar de 100km/h, que é a máxima possível, pois o carro é equipado com um limitador de velocidade. Sabe-se que para t = 0 o carro passa diante do radar. Podemos afirmar que a) o radar está no marco zero da estrada. b) se a velocidade máxima permitida na posi ção do radar for de 80,0km/h, o condutor será mul tado por excesso de velocidade. c) até atingir a velocidade escalar de 100km/h, a velocidade escalar aumenta numa taxa de 6,0km/h em cada hora. d) no instante t = 4,0h, o controlador de ve locidades será acionado. e) no instante t = 1,0h, o carro passará por uma cidade que está localizada a 75,0km do radar. � (MODELO ENEM) – Um corpo abando nado de uma grande altura, na atmosfera terres tre, cai verticalmente e sua velocidade escalar vai aumentando até atingir um valor máximo Vf. Isto ocorre quando a força aplicada pelo ar equilibrar o peso do corpo. Para corpos esféricos com densidade igual ou pró xima da densidade da água, a velocidade esca lar máxima é dada pela relação: k é uma constante que vale 1,6 . 104m/s2 e R é o raio do corpo esférico medido em metros. Uma maçã, suposta ser um corpo esférico de raio 2,5cm e com densidade próxima da densidade da água, foi abandonada do último andar da Torre Eiffel (altura de 273m), num dia sem vento, de modo a ter uma queda vertical. A colisão entre a maçã e o solo durou 2,0 . 10–2s e a aceleração escalar média máxima que os tecidos da maçã suportam, sem que ela arrebente, tem módulo de 4,5 . 102m/s2. Vf 2 = k R C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 224 225FÍSICA Assinale a opção que indica a velocidade escalar máxima atingida pela maçã e se ela vai ou não arrebentar ao colidir com o solo. a) Vf = 20m/s e a maçã não arrebenta. b) Vf = 400m/s e a maçã arrebenta. c) Vf = 20m/s e a maçã arrebenta. d) Vf = 40m/s e a maçã não arrebenta. e) Vf = 400m/s e a maçã não arrebenta. � QUESTÃO DESAFIO – Uma partícula se move em uma traje tória retilínea e sua coordenada de posição x (espaço) varia com o tempo t conforme a relação: onde k é uma constante não nula Denotemos por V a velocidade escalar e por a aceleração escalar em um instante t. O produto V . a) é proporcional a t b) é proporcional a t. c) é proporcional a t d) é proporcional a t2. e) é constante. Módulo 13 – Classificação dos movimentos � (MODELO ENEM) – Considere uma rodovia retilínea ligando duas cidades A e B e orientada no sentido de A para B. Um carro X está se deslocando da cidade A para a cidade B e, durante um intervalo de tempo T, seu velocímetro dá indicações decrescentes. Um carro Y está se deslocando da cidade B para a cidade A , e durante o mesmo intervalo de tempo T, seu velocímetro dá indicações crescentes. Assinale a opção que classifica corretamente os movimentos de X e Y e indique o sinal da aceleração escalar dos carros. a) carro X: movimento progressivo e acelerado e > 0 carro Y: movimento retrógrado e retardado e < 0 b) carro X: movimento progressivo e retardado e < 0 carro Y: movimento retrógrado e retardado e > 0 c) carro X: movimento retrógrado e acelerado e > 0 carro Y: movimento progressivo e retardado e > 0 d) carro X: movimento progressivo e retardado e < 0 carro Y: movimento retrógrado e acelerado e < 0 e) carro X: movimento progressivo e retardado e < 0 carro Y: movimento retrógrado e acelerado e > 0 � Um carro faz uma viagem de ida e volta de São Paulo para Cam pinas. A trajetória está orientada de São Paulo para Campinas. Considere na ida de São Paulo para Campinas os seguintes intervalos de tempo: intervalo de tempo T1: o velocímetro dá indicações cres cen tes; intervalo de tempo T2: o velocímetro indica o mesmo valor; intervalo de tempo T3: o velocí metro dá indicações decrescentes. Considere na volta de Campinas para São Paulo, os seguintes intervalos de tempo: intervalo de tempo T4: o velocímetro dá indica ções decres - centes; intervalo de tempo T5: o velocímetro indica o mesmo va lor; intervalo de tempo T6: o velocímetro dá indicações cres - centes Complete a tabela a seguir: � Uma partícula está em movimento com equação ho rária dos espaços dada por: s = 20,0 – 10,0t – 4,0t2 (SI) Na origem dos tempos, o movimento da partícula é a) uniforme. b) progressivo e acelerado. c) progressivo e retardado. d) retrógrado e acelerado.e) retrógrado e retardado. � Um projétil, lançado verticalmente para cima da ja nela de um prédio, tem altura h, relativa ao solo, va riando com o tempo t segundo a relação: h = 30,0 + 25,0t – 5,0t2 (SI) No instante t1 = 3,0s, o movimento do projétil é a) progressivo e acelerado. b) retrógrado e acelerado. c) progressivo e retardado. d) retrógrado e retardado. e) uniforme e retrógrado. � Uma partícula está em movimento, de modo que a função horária dos espaços é dada por s = 1,0t2 – 5,0t + 6,0 (SI) Responda aos quesitos que se seguem. a) Qual a trajetória da partícula? b) A partir de que instante a partícula inverte o sentido de seu movi mento? c) Classifique o movimento como progres sivo ou retrógrado e acelerado ou retar dado, no instante t1 = 1,0s. Um trem parte de uma estação A e vai, em trajetória retilínea, até uma estação B e a sua velocidade escalar V varia com o tempo de viagem t conforme o gráfico a seguir. x = k t3/2 1 –– 2 3 –– 2 Intervalo de tempo Movimen to pro gressivo ou retró grado Movimento acelerado ou retar dado ou uniforme Sinal da velocidade escalar Sinal da aceleração escalar T1 T2 T3 T4 T5 T6 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 225 226 FÍSICA O módulo da aceleração escalar no processo de aceleração e no processo de frenagem está com o máximo valor permitido para não causar desconforto ao passageiro, sendo de 2,0 m/s2. O gráfico não está em escala correta e sabe-se que T2 = 359 T1. Podemos afirmar que a) de 0 a T1 o movimento é progressivo e retar dado. b) o valor de T1 é 20s. c) a viagem toda durou mais de 1,0 h. d) no intervalo de T2 a T3 o movimento é progressivo e retar - dado e) no intervalo de T2 a T3 o movimento é retrógrado e retar - dado. (VUNESP-MODELO ENEM) – Em determinado instante t = 0, uma pessoa saiu de sua residência, considerada como marco zero, para fazer uma caminhada. O gráfico horário da figura mostra, qualitativamente, as posições (S) ocupadas pela pessoa nos respec tivos instantes (t). A trajetória por onde a pessoa caminhou na sua rua é retilínea. Os trechos mostrados foram percorridos sempre com aceleração escalar constante, mesmo que nula. Analisando-se o gráfico, é correto afirmar que entre os instan - tes a) 0 e t1, o movimento foi acelerado, e, entre t2 e t3, foi retar - dado. b) t1 e t2, o movimento foi retardado, e, entre t2 e t4, foi acelerado. c) t1 e t2, o movimento foi retardado, e, entre t3 e t4, foi uniforme. d) t1 e t3, ocorreu uma inversão no sentido do movimento, e, entre t3 e t4, o movimento foi retardado. e) 0 e t1, ocorreu uma inversão no sentido do movimento, e, entre t3 e t4, o movimento foi uniforme. � QUESTÃO DESAFIO – Um carro descreve uma trajetória retilínea e sua velocidade escalar V varia com o tempo t segundo a relação: A é um parâmetro constante e positivo B é um parâmetro constante e negativo Para que o movimento seja acelerado é necessário e suficiente que: a) t > – b) t < – c) t > d) t < e) t = � (USS-RJ-MODELO ENEM) – Com relação à historinha a seguir, digamos que a limu sine passe por dois quebra-molas segui dos, nos ins tantes t1 e t2. Qual é o gráfico que melhor descreve a veloci da de escalar do veículo no trecho considerado? Dados: 1) O trecho 0A é um arco de parábola com vértice em 0. 2) O trecho ABC é um arco de parábola com vértice em B. 3) O trecho CD é retilíneo. V = A + Bt A –– B A –– B A –– B A –– B A –– B C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 226 227FÍSICA � (MODELO ENEM) – O gráfico a seguir, que tem a forma de um arco de parábola, representa as po si ções (es paços) ocu padas por um móvel, em tra jetória reti línea, em função do tempo. Le van - do-se em conta os instantes ano tados, podemos afirmar que a) no instante tA, o movimento é acelerado. b) no instante tB, a aceleração escalar é nula. c) no instante tC, o movimento é progressivo. d) no instante tA, o movimento é retrógrado. e) no instante tC, o movimento é acelerado. � (UFRS) – Observe os gráficos abaixo, sobre velocidade escalar x tempo, e assinale a alternativa que representa um objeto com mo vimento progressivo e retardado. a) Apenas o gráfico II. b) Apenas o gráfico V. c) Apenas os gráficos II e V. d) Apenas os gráficos I e IV. e) Todos os gráficos. � Considere o gráfico a seguir que representa a velo ci dade escalar de um carrinho de controle remoto em fun ção do tempo. Complete as lacunas: I. No intervalo de 0 a t1, o movimento é ......................... porque a velocidade escalar é ......................... e é ......................... porque o valor absoluto da velocidade escalar está ......................... II. No instante t1, a velocidade escalar é ......................... e o móvel ......................... o sentido de seu movimento. III. No intervalo de t1 a t2, o movimento é ......................... porque a velocidade escalar é ......................... e é ......................... porque o valor absoluto da velocidade es - calar está ......................... � O gráfico a seguir representa a velocidade escalar de uma partí cu la em função do tempo. No instante t3, o movimento da partícula é a) progressivo e retardado. b) progressivo e acelerado. c) retrógrado e acelerado. d) retrógrado e retardado. e) uniformemente variado. � (VUNESP-UNICID-MODELO ENEM) – O gráfico mostra a variação da velocidade escalar em função da distância percorrida por três atletas, X, Y e Z, em corridas de 100m. (www.ipt.br. Adaptado.) A partir do gráfico, é correto afirmar que a) o atleta Y desenvolveu a maior aceleração escalar (em módulo) entre 60m e 80m. b) o atleta X desenvolveu movimento retardado entre 50m e 60m. c) os três atletas desenvolveram movimento acelerado entre 40m e 60m. d) o atleta Z desenvolveu movimento retardado entre 70m e 80m. e) os três atletas desenvolveram movimento retardado entre 60m e 80m. � (VUNESP-MODELO ENEM) – O gráfico representa as velo ci dades escalares de um barco rebocador durante a realização de uma manobra em linha reta, nas águas tranquilas de um porto. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 227 228 FÍSICA A respeito do movimento do rebocador podemos afirmar que: a) o movimento tem início retrógrado e retardado, tornando-se progressivo e acelerado. b) o movimento tem início progressivo e retardado, tornando- se re tró grado e acelerado. c) o movimento tem início progressivo e acelerado, tornando- se re tró grado e retardado. d) o movimento tem início retrógrado e uniforme, tornando-se progressivo e acelerado. e) é sempre progressivo. � QUESTÃO DESAFIO – (MODELO ENEM) – Em um jogo de futebol o bandeirinha se move em linha reta e sua coordenada de posição x varia com o tempo t conforme o gráfico a seguir. As curvas do gráfico são arcos de parábola Assinale a opção correta: a) No trajeto de A para B, o movimento do bandeirinha é progressivo e retardado. b) No trajeto de B para C, o movimento do bandeirinha é retrógrado e retardado. c) No trajeto de C para B, o movimento do bandeirinha é retrógrado e acelerado. d) O movimento do bandeirinha é sempre progressivo. e) O bandeirinha inverte o sentido de seu movimento no instante t = 10,0s. Módulo 14 – Movimento uniforme I � (VUNESP-UEA-MODELO ENEM) – Com aproximadamente 6 500km de compri men to, o Rio Amazonas disputa com o Rio Nilo o títu lo de rio mais extenso do planeta. Suponha que uma gota de água que percorra o Rio Ama zonas possua velocidade escalar com módulo igual a 18km/h e que essa velocidade se mantenha cons - tante durante todo o percurso. Nes sas condi ções, o tempo aproxi - mado, em dias, que essa gota levaria para percorrer toda a extensão do rio é: a) 15 b) 20 c) 25 d) 30 e) 35 � (VUNESP-MODELO ENEM) – Imagine um contato radio - fônico entre um terráqueo na superfície da Terra com um marciano na superfície de Marte. Con si de ran do-se a velocidade das ondas de rádio com módulo igual ao da luz (300 000 km/s) e a distância entre a Terra e Martecomo sendo igual a 56 milhões de quilômetros, o menor intervalo de tempo para que um terráqueo receba a resposta de uma saudação enviada ao marciano, em minutos, é mais próximo de a) 5,2 b) 6,2 c) 7,2 d) 8,2 e) 9,2 � (UFRJ) – Um estudante a caminho da UFRJ tra fega 8,0km na Linha Vermelha a 80km/h (10km/h a menos que o limite permi tido nessa via). Se ele fosse insensato e trafegasse a 100km/h, cal cu le quan - tos minu tos economizaria nesse mesmo percurso. � (PUC-SP-MODELO ENEM) – O trem japonês de levitação magnética “Maglev” bateu seu próprio recorde mundial de velocidade em 21 de abril de 2015, ao alcançar a incrível velocidade escalar de 603 km/h (seu recorde anterior era de 590 km/h). A velocidade escalar recorde foi alcançada numa via de testes de 42 km de extensão, situada na Prefeitura de Yamanashi. A Central Japan Railway (empresa ferroviária operadora do “Maglev”) tem intenção de colocá-lo em funcio - namento em 2027 entre a estação de Shinagawa, ao sul de Tóquio, e a cidade de Nagoia, no centro do Japão, perfazendo um trajeto de 286 quilômetros. Considere uma situação hipotética em que o “Maglev” percorra a distância de Shinagawa a Nagoia com a velocidade escalar recorde obtida em 21 de abril de 2015, mantida sempre constante. (Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/mundo/2015/04/1619232-trem- japonesmaglev-bate-outra-vez-recorde-mundial-de-velocidade.shtml>. Consultado em 27/04/2015.) Então o tempo da viagem será mais próximo de a) 0,47 min b) 21 min c) 28 min d) 47 min e) 2,1h � A mensagem digitada no celular, enquanto você dirige, tira a sua atenção e, por isso, deve ser evitada. Pesquisas mostram que um mo - C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 228 229FÍSICA torista que dirige um carro a uma velocidade escalar constante percorre “às cegas” (isto é, sem ter visão da pista) uma distância proporcional ao tempo gasto ao olhar para o celular durante a digitação da mensagem. Considere que isso de fato aconteça. Suponha que dois motoristas (X e Y) dirigem com a mesma velocidade escalar constante e digitam a mesma mensagem em seus celulares. Suponha, ainda, que o tempo gasto pelo motorista X olhando para seu celular enquanto digita a mensagem corresponde a 25% do tempo gasto pelo motorista Y para executar a mesma tarefa. Disponível em: http://g1.globo.com. Acesso em: 21 jul. 2012 (adaptado). A razão entre as distâncias percorridas às cegas por X e Y, nessa ordem, é igual a a) b) c) d) e) (VUNESP-FASM-MODELO ENEM) – O aluno de uma aca - demia caminha sobre a esteira com velocidade escalar de 6,0 km/h durante 20,0 minutos e, após esse período, passa a correr a 24,0 km/h por 10,0 minutos. Considerando-se o tempo total do exercício, a velocidade escalar média desenvolvida por esse aluno, em km/h, será igual a a) 4,0 b) 6,0 c) 8,0 d) 12,0 e) 16,0 (UELON-PR-MODELO ENEM) – A ve loci dade linear de lei - tura de um CD de música, que toca durante 70 minutos, é de 1,25m/s. Qual é o com pri mento linear total da trilha gravada nesse CD? a) 0,0525m b) 5,2m c) 52,5m d) 525m e) 5250m � (UFPE) – A equação horária para o mo vimento de uma partícula, que descreve uma trajetória retilí nea, é x(t) = 15,0 – 2,0 t, em que x é dado em metros e t em segundos. Calcule o tempo, em s, para que a partícula percorra uma distância que é o dobro da dis tância da partícula à origem no instante t = 0s. � (MODELO ENEM) – Um vestibulando sai de sua casa e ca - minha até o local das provas, dando um passo por segundo, em média. O tamanho médio do seu passo é de 0,7m. Ele demora 18 mi nu tos no per curso. A distância entre a sua casa e o local das pro vas é de a) 554m b) 650m c) 756m d) 842m e) 859m � QUESTÃO DESAFIO – (UFRN-MODELO ENEM) – Em um tsunami, o módulo da velocidade V de pro pagação da onda de - pen de da profundidade p da água, segundo a expressão: V = � ��gp, em que g � 10m/s2 é o módulo da aceleração da gravi - dade. No tsunami de Sumatra de 2004, a frente de onda do tsunami percorreu 1080km de um trecho do Oceano Índico em 3,0 horas. A profundidade média do oceano nesse trecho é de: a) 1,2 x 105 m b) 1,2 x 104 m c) 1,0 x 103 m d) 1,0 x 102 m e) 1,2 x 101 m � (MODELO ENEM) – Durante uma tem pes ta de, uma criança viu um raio, mas só ou viu o barulho do trovão 4,0 se - gundos depois. Sendo o módulo da velocidade do som igual a 340m/s, pode-se afir mar que a dis tân cia entre a criança e o local onde o raio caiu foi de: a) 0,17km b) 0,68km c) 1,20km d) 1,36km e) 1,40km � (UFT-MODELO ENEM) – Em uma tem pes tade, o som da descarga atmosférica é observado depois de seu respectivo clarão, que acontece quase que instantaneamente. Foi observado inicialmente que havia um tempo mé dio de 7s de atraso entre os clarões e seus respectivos sons. Após 1 minuto, o tempo mé dio de atraso passou a ser de 13s. Consi de rando-se que o módulo da velocidade de pro pagação do som na atmosfera é de aproxi madamente 340m/s, podemos afirmar: a) A tempestade está-se aproximando do ob ser vador com uma velo cidade de mó dulo 22m/s. b) A tempestade está parada com relação ao observador. c) A tempestade está-se afastando do obser va dor com uma velo cidade de módulo 22m/s. d) A tempestade está-se afastando do obser va dor com uma veloci dade de módulo 34m/s. e) a tempestade está-se aproximando do ob ser vador com uma velocidade de módulo 34m/s. � (OLIMPÍADA DE FÍSICA DE PORTUGAL-MODELO ENEM) – Na saída do cais um iate está equipado com um sonar, e o passageiro João decidiu utilizar este instrumento para obter informações relativas à distância do barco a um paredão. O sonar é uma técnica que utiliza a propagação sonora com o intuito de navegação, comunicação ou detecção de objetos na ou sob a superfície da água, a presença de outras embarcações ou de grandes animais. Quando o João enviou o sinal pelo ar, observou que o intervalo de tempo entre a emissão do sinal e a recepção do eco foi 0,72s. No entanto, quando o mesmo sinal foi enviado através da água, o intervalo de tempo diminuiu para um valor 0,17s. Admitindo-se que a velocidade do sinal sonoro no ar tem módulo 340m/s, esti me a distância D entre o iate e o paredão e o módulo Va da velocidade de propagação do sinal sonoro na água. a) D = 122,4m b) D = 122,4m c) D = 244,8m Va = 340m/s Va = 1440m/s Va = 2880m/s d) D = 244,8m e) D = 120m Va = 2880m/s Va = 1500m/s � (MACKENZIE-SP-MODELO ENEM) – O sr. José sai de sua ca sa ca minhando com ve locidade escalar constante de 3,6km/h, diri gin do-se para o supermercado que está a 1,5km. Seu filho Fernão, 5 minutos após, corre ao en contro do pai, levando a carteira que ele havia esque cido. Sabendo-se que o rapaz en - contra o pai no instante em que este chega ao super mercado, po demos afirmar que a velo cidade escalar média de Fernão foi igual a: a) 5,4km/h b) 5,0km/h c) 4,5km/h d) 4,0km/h e) 3,8km/h � (FEPESE-MODELO ENEM) – Durante a final do “US Open” de tênis 2015, os tenistas Novak Djokovic e Roger Federer deram um show de técnica e habilidade na partida. Em um dos lances mais emocionantes, com Federer no serviço, 3 ––– 4 4 ––– 1 4 ––– 3 1 ––– 4 5 ––– 4 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 229 230 FÍSICA Djokovic, que estava no canto esquerdo da quadra, defendeu uma bola, devolvendo-a para quadra de Federer, que por sua vez colocou-a no canto direito. Djokovic então, correu para esse ponto, defendeu mais uma vez e ainda conseguiu marcar um dos pontos mais bonitos e importantes do Jogo. Sabendo-se que as medidas da quadra de tênis são, aproxi - madamente, (24,0 × 8,0)m2, que a velocidade escalar da bola, que pode ser considerada constante durante todo o percurso, foi de 108km/h, que os dois jogadores estavam posicionados na linha de fundo da quadra e que Djokovic defendeu a primeira bola no canto esquerdo e a segunda bola no canto direito, qual a velocidade escalar média aproximada, que o mesmo empreendeu, para conseguir esse feito? a) 9,3 km/h b) 12,5 km/h c) 18,0 km/h d) 25,0 km/h e) 37,4 km/h � Uma partícula está em movimentounifor me. A tabela a seguir fornece o espaço da partícula em função do tempo. Considere as proposições que se seguem. I. A trajetória da partícula é retilínea. II. O movimento da partícula é retrógrado. III. O espaço inicial é nulo. IV. Os valores de x e y são, respectivamente, –12,0 e 20,0. Estão corretas apenas as proposições: a) I e III. b) II e IV. c) I e IV. d) II e III. e) II, III e IV. � O espaço s de uma partícula varia com o tempo t de acordo com a tabela a seguir: Admita a regularidade na lei de formação sugerida pela tabela. a) Classifique o movimento; fundamente sua resposta. b) Determine a função horária do espaço para o movimento da partí cula. � Duas partículas, A e B, descrevem uma mesma tra jetória retilínea, com velocidades escalares constantes e de mó dulos respecti vamente iguais a 2,0m/s e 3,0m/s. Na origem dos tempos, a distância entre A e B é de 10,0m. Com a trajetória orientada de A para B, com os movimentos descritos nos sentidos indicados na figura e adotando-se como origem dos espaços o ponto médio entre as posições iniciais A0 e B0, pedem-se: a) as funções horárias dos espaços que descrevem os movimentos de A e B; b) o instante em que a distância entre A e B é de 60,0m. � (ONC-MODELO ENEM-ADAPTADO) – Uma bola de vidro tem o mesmo tamanho de uma bola de aço. Após introduzi-las na água que se encontra em um recipiente, elas foram abandonadas em repouso na mesma profundidade, em t = 0s. O comportamento da profundidade de cada esfera no decorrer do tempo foi registrado na tabela abaixo. De acordo com os dados do gráfico: a) Após o instante t = 1,0s as bolas têm velocidades iguais. b) Durante todo o tempo as esferas estão em movimento uni - forme. c) Após o instante t = 1,0s apenas a esfera de aço tem movi - mento uniforme. d) Após o instante t = 1,0s apenas a esfera de vidro tem movi - mento uniforme. e) Após o instante t = 1,0s as duas esferas estão em movi - mento uniforme. � (OPF-QUESTÃO DESAFIO) – Ultrassonografia é uma das múltiplas técnicas físicas aplicadas em medicina. Através dela infor mações sobre a estrutura do corpo humano podem ser obtidas. Na aplicação dessa técnica, um pulso de ultrassom é emitido por um aparelho através do paciente e é medido o intervalo de tempo entre o instante da emissão desse pulso e o da recepção dos pulsos refletidos pelas interfaces dos ór gãos internos. A figura abaixo representa um exame de ultras sonogra - fia, no qual o aparelho é colocado na altura do pescoço de um paciente, cujo diâmetro de uma artéria deve ser deter minado. t(s) 1,0 2,0 3,0 4,0 8,0 y s(m) 2,0 0 –2,0 –4,0 x –36,0 t(s) 0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 s(m) 40,0 36,0 32,0 28,0 24,0 20,0 Tempo 0s 1,0s 2,0s 3,0s 4,0s 5,0s hvidro 10 cm 18 cm 28 cm 38 cm 48 cm 58 cm haço 10cm 22cm 37 cm 52 cm 67 cm 82 cm Dados: hvidro = profundidade da esfera de vidro haço = profundidade da esfera de aço. O aço é três vezes mais denso que o vidro. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 230 231FÍSICA O aparelho emite pulsos com velocidade de módulo 1,5 . 105cm/s. Mostram-se também, os tempos em que os pulsos refletidos pela pele do paciente e pelas paredes anterior e posterior da sua artéria foram, detectados. A partir dos dados das figura, o diâmetro da artéria do paciente é mais próximo de a) 0,75cm b) 1,0cm c) 1,5cm d) 2,0cm e) 3,0cm Módulo 15 – Movimento uniforme II � Em um teleférico turístico, bondinhos saem de estações ao nível do mar e do topo de uma montanha. A travessia dura 1,5 minuto e am - bos os bondinhos se deslocam com velocidades escalares constantes e de módulos iguais. Quarenta segundos após o bondinho A partir da estação ao nível do mar, ele cruza com o bondinho B, que havia saído do topo da montanha. Quantos segundos após a partida do bondinho B partiu o bondinho A? a) 5 b) 10 c) 15 d) 20 e) 25 � Um trem, de comprimento 300m, está com movimento uni forme e velocidade escalar de 20m/s. O tempo gasto pelo trem, para atravessar completamente um túnel retilíneo, de compri mento 500m, é de: a) 10s b) 20s c) 30s d) 40s e) 50s � (UFSCar-SP-MODELO ENEM) – Um trem carre gado de combustível, de 120m de compri mento, faz o percurso de Campinas até Marília, com velocidade escalar cons tante de módulo 54km/h. Este trem gasta 15s para atravessar completamente uma ponte retilínea sobre o Rio Tietê. O comprimento da ponte é a) 150m b) 105m c) 80m d) 75m e) 70m � (UNISA-MODELO ENEM) – Uma linha férrea, num trecho de serra, passa por uma ponte retilínea de extensão 4x, que se encontra na boca de um túnel de comprimento x, con forme a figura. Um trem de 500m de compri mento, com velocidade de módulo 90km/h, necessita de um intervalo de tempo de 60s para atravessar com pleta mente a ponte e o túnel. O compri mento do túnel e da ponte são, respectivamente, em metros a) 980 e 3920 b) 245 e 980 c) 100 e 400 d) 200 e 800 e) 400 e 1600 � (UFG-MODELO ENEM) – A soja produzida no Estado do Ma to Grosso, principal região produtora do país, destinada à exportação, é escoada majoritariamente pelos portos do Sul e Sudeste do Brasil. O principal modal utilizado para escoamento é o rodoviário, apesar da crescente participação das ferrovias. O custo de se transportar a soja da região Centro-Oeste do país até um porto na região Sudeste pelo modal rodoviário incorre em significativas perdas de compe titi vidade para o agronegócio. Segundo Fabrício Degani, diretor de portos e terminais da Rumo/All, “saem da estação ferroviária de Rondonópolis-MT, sete composições com 80 vagões, o que corres ponde a quase um navio por dia que sai de grãos aqui dos terminais de Mato Grosso e vão para Santos-SP.” (http://g1.globo.com/economia/agronegocios/noticia/2016/04/transporte- degraos.) Considerando-se que: – O número total de vagões, de cada composição, já inclui também a locomotiva. – O tamanho aproximado da unidade, com o estrado e engates, é de 12 metros. – A velocidade escalar no trecho considerado é constante e tem módulo igual a 18km/h. Uma composição atravessará completamente um túnel retilíneo de 2200m em um tempo mais próximo de: a) 10,5 min b) 19,5 min c) 25,0 min d) 30,5 min e) 36,5 min Um trem, em movimento uniforme, gasta 60,0s para pas - sar por um túnel retilíneo de 1400m de compri mento e gasta 4,0s para passar diante de uma pes soa parada à beira da estrada. O comprimento L do trem e sua velocidade escalar V são dados por: a) L = 100m e V = 72km/h b) L = 200m e V = 180kmlh c) L = 150m e V = 135km/h d) L = 100m e V = 90km/h e) L = 100m e V = 25km/h (VUNESP-MODELO ENEM) – A co miti va presidencial, com posta por um comboio de 50m de ex tensão, avança com velocidade escalar cons tante de 60km/h. O tempo gasto por essa comi tiva para que ela atravesse com pletamente uma via de 20m de largura está entre os ins tantes a) 1s a 2s. b) 2s a 3s. c) 3s a 4s. d) 4s a 5s. e) 5s a 6s. � (UFSC-MODELO ENEM) – Um trem A, de 150m de compri - men to, deslocando-se de Sul para Norte, começa a atraves sar uma ponte férrea de pista dupla com trilhos retilí neos, no mesmo instante em que outro trem, B, de 500m de compri men - to, que se desloca de Norte para Sul, inicia a traves sia da mesma ponte. O maquinista do trem A observa que seu trem se desloca com velo cidade constante de mó dulo 36km/h, enquanto o maqui - nis ta do trem B verifica que seu trem está com veloci dade cons tan te de módulo 72km/h, ambas as velo ci dades medidas em relação ao solo. Um ob ser va dor, situado em uma das extremi dades da ponte, observa que os trens completam a tra - ves sia da ponte no mesmo intervalo de tempo. Assinale a proposição correta. a) Como o trem B tem uma velocidade, em módulo, igual ao dobro da velocidade do trem A, é impossível que gastem o mesmo tempo para atravessar a ponte. b) Não podemos calcular o comprimento da ponte, pois não foi dado o tempo gasto pelos trens para atravessá-la. c) O comprimento da ponte é de 125m. d) O tempo gasto pelos trens para atravessar a ponte é de 15s. e) O comprimento da ponte é de 200m e o tempo gastopelos trens para atravessá-la é de 35s. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 231 232 FÍSICA � (UFOP-MG-MODELO ENEM) – Em um terremoto, são gera das ondas S (transversais) e P (longitudinais) que se propagam a partir do foco do terremoto. As ondas S se deslocam através da Terra mais lentamente do que as ondas P. Sendo o módulo da velocidade das ondas S da ordem de 3,0 km/s e a das ondas P da ordem de 5,0 km/s através do granito, um sismógrafo registra as ondas P e S de um terremoto. As primeiras ondas P chegam 2,0 minutos antes das primeiras ondas S. Se as ondas se propagaram em linha reta, a que distância ocorreu o terremoto? a) 15 km b) 240 km c) 600 km d) 800 km e) 900 km � (QUESTÃO DESAFIO-MODELO ENEM) O achado A detecção das ondas gra vita cionais foi feita por dois sofis ticados sistemas de lasers gê meos, o sistema conhecido pela sigla Ligo (sigla inglesa para Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferô - me tro de Laser). Ele consiste em duas instala ções idênticas loca liza das nos Estados de Washington e da Louisiana, nos EUA. (Folha de S. Paulo.) Em fevereiro de 2016 os físicos americanos David Reitze e Kip Thorne do Observatório de Ondas Gravita - cionais por Interferômetro (LIGO) anunciaram a detecção de ondas gravitacionais. Na experiência realizada um feixe de laser emitido em (1) é subdividido em (2) em dois feixes perpendiculares encaminhados para dois espelhos planos (3) distantes 4,0 km do divisor de feixe. Os feixes são refletidos e recebidos de volta no fotodetector (4). Os espelhos planos são colocados perpendicularmente à direção do feixe de laser incidente. Pelo impacto das ondas gravitacionais, gerados pela fusão de dois buracos negros, distantes da Terra de 1,3 . 109 anos-luz, apenas um dos espelhos sofreu um deslocamento, na direção do feixe de laser, de 4 milésimos do diâmetro de um próton. Com isto os feixes refletidos não chegaram de volta ao fotodetector simultaneamente e sim defasados de um tempo T, mais próximo de: a) 2,2 . 10–26 s b) 4,5 . 10–26 s c) 2,2 . 10–10 s d) 4,5 . 10–10 s e) 4,5 s Dados: 1) Módulo da velocidade do laser: 3,0 . 108 m/s 2) Diâmetro do próton: 1,7 . 10–15 m C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 232 233FÍSICA � (VUNESP-MODELO ENEM) – Leia a tirinha a seguir. Considerando-se as informações da tirinha e admitindo-se que a sua velo cidade escalar e a do Sr. Jones sejam constantes, ou seja, não se levando em conta os prováveis problemas de trânsito das 5 horas, o encontro entre vocês na estrada, suposta retilínea, ocorreria às a) 5h 20min b) 5h 30min c) 5h 40min d) 12h 40min e) 13h � Em um dado instante, o automóvel A, com velocidade escalar constante VA = 30km/h, passa pelo km 14 de uma estrada retilínea. No mesmo instante, um automóvel B, com velocidade escalar constante VB = 50km/h, passa pelo km 10 da mesma estrada. Se os dois automóveis possuem movi - mento progressivo, em qual km da estrada os dois se encon - trarão? a) 16 b) 18 c) 20 d) 22 e) 24 � Um trem T1 passa por uma estação A com velocidade escalar constante de 40km/h. Após 0,50h, um trem T2 passa pela mesma esta ção A com velocidade escalar constante de 80km/h. Admita que os trens T1 e T2 estão-se movendo so bre os mes mos trilhos e em trajetória retilínea. A colisão entre os trens ocorrerá em um local que dista da estação A: a) 20km b) 40km c) 80km d) 100km e) 120km � Dois carros, A e B, percorrem uma mesma estrada reti - línea com velo cidades escalares constantes e respec tivamente iguais a VA = 108km/h e VB = 72km/h. No instante t0 = 0 a distância entre os carros é 400m, estando B à frente de A. Determine a) o instante t1 em que os carros ficarão lado a lado; b) o instante t2 em que o carro A estará 400m à frente de B. � (UMC-SP-MODELO ENEM) – Um ho mem e seu filho combinaram encontrar-se em um ponto de uma estrada plana, para seguirem viagem juntos. O homem, ao passar pelo mar co zero da estrada, constatou que, mantendo uma velocidade escalar constante de 80km/h, chega ria na hora certa ao ponto de encontro combina do. No entanto, quando ele já estava no marco do quilômetro 10, ficou sabendo que seu filho se atrasara e, só então, estava passan do pelo marco zero, pretendendo conti nuar sua viagem com uma velocidade escalar constante de 100km/h. Mantendo essas velocidades, seria previsível que os dois homens se encontrassem na es trada na marcação correspondente ao: a) km 20 b) km 30 c) km 40 d) km 50 e) km 60 � (MEDICINA FÁCERES-MODELO ENEM) – O rato do Rei de Roma comia seu queijo tranquilamente quando percebeu a aproximação do gato Tiroliro. O rato iniciou sua fuga em direção a sua toca (à prova de gatos) que estava a 40 metros a sua frente, com velocidade escalar constante de 3,0m/s, no instante em que o gato, que estava a 30m de distância atrás dele, partiu em sua direção com velocidade escalar constante de 5,0m/s. Considerando-se retilíneas suas trajetórias e o gato e o rato como pontos materiais, pode-se afirmar corretamente que: a) o gato Tiroliro alcança o rato do Rei de Roma 20 segundos após o início da perseguição. b) o gato Tiroliro não alcança o rato do Rei de Roma, pois o roedor entra em sua toca antes. c) o encontro dos dois ocorre 8,0 segundos após o início da perseguição. d) o encontro dos dois inimigos naturais ocorre após 12 segundos do início da perseguição. e) é impossível afirmar que o rato consiga entrar em sua toca antes que o gato o alcance. � (OLIMPÍADA AMERICANA DE CIÊNCIA) – Juan sai ca - minhando, em linha reta, ao encontro de sua amiga Maria, que vive a 1,8km. Juan caminha com velocidade constante de módulo 1,0m/s. Maria se move com uma bicicleta em sentido contrário na mesma reta em que move Juan. Se partem ao mesmo tempo e se encontram pelo caminho ao final de 5,0 minutos, qual é o módulo da velocidade de Maria, suposto constante? a) 0,36m/s b) 1,0m/s c) 1,8m/s d) 5,0m/s e) 6,0m/s � (UDESC-MODELO ENEM) – Um automóvel de passeio, em uma reta longa de uma rodovia, viaja com velocidade escalar cons tante de 108 km/h e à sua frente, à distância de 100m, está um caminhão que viaja com velocidade escalar constante de 72,0km/h. C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 233 234 FÍSICA O automóvel tem comprimento de 5,0m e o caminhão 45,0m. A dis tância percorrida pelo carro até ultrapassar comple - tamente o cami nhão é, aproximadamente, igual a: a) 150 m b) 300 m c) 350 m d) 400 m e) 450 m � QUESTÃO DESAFIO (OLIMPÍADA DE FÍSICA DE POR - TU GAL-MODELO ENEM) – Rui e Pedro partem simultanea - mente, res pec ti va mente, das localidades A e B, e caminham sempre com velocidade escalar constante. Rui segue ru mo à localidade B, enquanto Pedro se dirige à lo ca li dade A. Sabe-se que Rui se cruza com o Pedro às 12h, mas nenhum dos dois caminhantes para. Rui che gou à localidade B às 16h e Pedro à localidade A às 21h. Admita uma trajetória retilínea entre A e B. Os dois caminhantes partiram no instante T0 dado por: a) T0 = 5h b) T0 = 6h c) T0 = 7h d) T0 = 8h e) T0 = 9h Módulo 16 – Movimento uniforme III � (VUNESP-UEFS-MODELO ENEM) – Em uma manhã, Pedro sai de casa para trabalhar e caminha, em movimento uniforme, por uma rua retilínea até perceber que esqueceu um documento importante em casa. Imediatamente ele inverte o sentido de seu movimento e retorna pelo mesmo caminho, também em movimento uniforme. No caminho de volta, cruza com seu irmão Paulo, que caminhava pela mesma rua e partira da mesma casa, um pouco mais tarde que Pedro, também em movimento uniforme. O gráfico que representa a posição (s) dos dois irmãos, em função do tempo (t), desde a partida de Pedro, está corre - tamente representado em � (VUNESP-MODELO ENEM) – O grá fico representa o deslocamento escalar de uma pessoa em função do tempo em uma cami nhada. A velocidade escalar desta pessoa, em km/h, ao caminhar 1,0km, foi mais próxima de: a) 1,4 b) 2,4 c) 3,8 d) 5,0 e) 6,0 � (UnB) – O gráfico abaixo expressa a posição (x) de um móvel em trajetória retilínea, realizando um movimentouniforme. A função horária da posição, em unidades SI, é expressa por: a) x = 60 + 30t b) x = 30t c) x = 60 + 20t d) x = 30 + 60t � (UFRN-MODELO ENEM) – A cidade de João Câmara, a 80km de Natal, no Rio Grande do Norte (RN), tem sido o epicentro (ponto da superfície terrestre atingido em primeiro lugar, e com mais intensidade, pelas ondas sísmicas) de alguns terremotos ocorridos nesse estado. O departamento de Física a) s t b) s t Paulo Pedro 0 t E Pedro Paulo t E t 0 c) s t d) s t Paulo Pedro 0 t E Pedro Paulo t E t 0 0 0 e) s t Paulo Pedro 0 t 0 t E C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 234 235FÍSICA da UFRN tem um grupo de pesquisadores que trabalha na área de sismologia utilizando um sismógrafo instalado nas suas depen dências, para detec ção de terremotos. Num terremoto, em geral, duas ondas, denominadas de primária (P) e secundária (S), percorrem o interior da Terra com velocidades diferentes. Dados referentes às ondas P e S, associadas a um terremoto ocorrido no Rio Grande do Norte. Admita que as informações contidas no grá fico anterior são referentes a um dos terremo tos ocorridos no RN. Considere ainda que a origem dos eixos da figura é coincidente com a posição da cidade de João Câmara. Diante das informações contidas no gráfico, é correto afirmar que a onda mais rápida e a diferença de tempo de chegada das ondas P e S ao sismógrafo da UFRN, em Natal, corres pondem, respectivamente, a) à onda S e 4 segundos. b) à onda P e 8 segundos. c) à onda P e 16 segundos. d) à onda S e 24 segundos. e) à onda P e 24 segundos. � (VUNESP-UFTM-MG-MODELO ENEM) – No momento em que irá imprimir um texto, a ca be ça de impressão de uma impressora de jato de tinta parte de sua posição de descanso, ini cian do o processo de vai e vem em que é capaz de imprimir linhas de um lado para outro e vice-versa. Os momentos de ace le ra ção e de sa ce leração da cabeça de impressão são tão rá - pidos que podem ser considerados ins tan tâneos, con forme representado no gráfico. Uma vez que a largura de uma linha que está sendo impressa é de 16cm, o valor absoluto da velocidade da cabeça de impressão V, em m/s, é a) 0,09 b) 0,18 c) 0,32 d) 0,64 e) 1,28 (MODELO ENEM) – Uma pessoa pas seia durante 30 minutos. Nesse tempo, ele an da, corre e também para por alguns instantes. O gráfico representa a posição (espaço) da pessoa em função do tempo de passeio (t). Pelo gráfico, pode-se afirmar que, na sequên cia do passeio da pessoa, ela a) andou (1), correu (2), parou (3) e correu (4). b) andou (1), correu (2), parou (3) e andou (4). c) andou (1), parou (2), correu (3) e andou (4). d) correu (1), andou (2), parou (3) e correu (4). e) correu (1), parou (2), andou (3) e correu (4). QUESTÃO DESAFIO – (MARINHA DO BRASIL-MODE LO ENEM) – O gráfico abaixo representa uma caminhada feita por uma pessoa durante a sua atividade física diária, descrevendo uma trajetória retilínea. Sobre essa atividade,analise as afirmativas a seguir e assinale a opção correta. a) A pessoa caminhou sem parar por 2,0 h b) Nesse trajeto a pessoa ficou em repouso por 20 min. c) A velocidade escalar na volta foi de 6,0 km/h. d) Nas três secções do gráfico o movimento foi uniforme. e) A distância total percorrida foi de 9,0km. � Em uma prova de 100m rasos, o desem penho típi co de um corre dor padrão é representado pe lo grá fi co a seguir: Baseado no gráfico, em que intervalo de tempo a velo ci dade do corredor é aproxima da mente cons tante? C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 235 236 FÍSICA a) Entre 0 e 1 segundo. b) Entre 1 e 5 segundos. c) Entre 5 e 8 segundos. d) Entre 8 e 11 segundos. e) Entre 12 e 15 segundos. � (MODELO ENEM) – Um ciclista percor re um percurso plano em linha reta. A dis tância do ciclista até a origem dos espaços, em função do tempo, este representada no gráfico a seguir: No instante t1 = 4h a velocidade escalar do ciclista vale V1. No instante t2 = 12h a velocidade escalar do ciclista vale V2. No instante t3 = 16h a velocidade escalar do ciclista vale V3. Os valores de V1, V2, V3 são: a) V1 = 7,5km/h; V2 = 0; V3 = –3,0km/h. b) V1 = 5,0km/h; V2 = 0; V3 = –5,0km/h. c) V1 = 5,0km/h; V2 = 20km/h; V3 = –5,0km/h. d) V1 = 7,5km/h; V2 = 20km/h; V3 = –7,5km/h. e) V1 = 4,0km/h; V2 = 0; V3 = –4,0km/h. � (UFFS-MODELO ENEM) – Um ratinho se afasta da sua toca percorrendo uma tra jetória retilínea e, em seguida, retorna sobre a mesma trajetória. O gráfico da figura representa as posições do ratinho em função do tempo, a partir do instante t = 0, quando ele se encontrava na sua toca (d = 0). Considere as seguintes afirmações, em relação à situação descrita e assinale a correta. a) Ao longo do caminho, o ratinho parou em dois intervalos de tem po: entre os instantes t = 20s e t = 30s, e entre os instantes t = 40s e t = 45s. b) O ratinho deslocou-se com velocidade escalar constante em dois intervalos de tempo: entre os instantes t = 20s e t = 30s, e entre os instantes t = 40s e t = 45s. c) A velocidade escalar do ratinho variou, mas ele não parou em nenhum intervalo de tempo durante o percurso. d) A velocidade escalar média do ratinho entre os instantes t = 0 e t = 40s foi igual a 2,0 cm/s. e) A velocidade escalar do ratinho foi cons tan te durante todo o percurso. � (UFJF-MG-MODELO ENEM) – A figura abaixo representa a posição de um objeto, em trajetória retilínea, em fun ção do tempo. Qual das seguintes afirmações descreve melhor o movimento deste objeto? a) A sua aceleração escalar é constante, igual a 1,5cm/s2. b) A sua velocidade escalar é constante e aproximadamente igual a 1,5 x 10–2 m/s. c) A sua velocidade escalar é constante, igual a 1,0cm/s. d) A sua velocidade escalar entre os instantes t = 0 e t = 0,7 se gundo é negativa. e) A distância total percorrida pelo objeto durante o tempo de observação é de 2,5cm. � (UNIFOR-CE) – No gráfico a seguir, estão re pre sen tados os espaços de dois mó veis, A e B, em função do tempo. Ambos des crevem a mesma trajetória reti línea. O encontro dos dois móveis ocorre no instante, em segundos, igual a a) 8,0 b) 10,0 c) 20,0 d) 25,0 e) 50,0 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 236 237FÍSICA � (OPF) – O gráfico abaixo mostra o movimento de duas partícu las, A e B, sobre uma trajetória retilínea. a) Em qual posição da trajetória ocorre o encontro destas partículas? b) Em que instante ocorre o encontro destas partículas? c) Determine a equação horária dos espaços para os movimentos de A e B. � QUESTÃO DESAFIO – (UNIFOR-CE-MODELO ENEM) – Basta navegar rapida men te na loja de aplicativos do seu smartphone para perceber que existem milhares deles voltados para a saúde: orientações sobre nutri ção, alertas para ingestão de remédios e até ferramentas que reúnem informa - ções sobre o histórico médico do paciente. O número de downloads cresce. Uma pesquisa feita pela Flurry Insights, perten cente ao Yahoo!, mostrou que em seis meses, entre 2013 e 2014, o uso dessas ferramentas aumentou 62%. https://noticias.uol.com.br/saude/ultimas- noticias/redacao/2016/01/22/apps-de-saude-vieram-para-ficarmedicos- precisam-lidar-com-isso.htm. Acessado em 24/09/2017). Um desses aplicativos mostra a distância percorrida d, em metros, por uma pessoa após t minutos de caminhada. Uma pessoa usando o aplicativo caminhou por 10 minutos, descansou 5 e caminhou por mais 10 minutos. O gráfico abaixo mostra a distância total percorrida t minutos depois da partida. As expressões que relacionam corretamente d e t, nos 10 pri - meiros minutos e nos últimos 10 minutos são, respecti va - mente, para t medido em minutos e d em metros. a) d = 50t e d = t b) d = 100t e d = 100t – 500 c) d = 50t e d = 100t – 1000 d) d = 100t e d = 200t e) d = 100t e d = 500 + 100t Módulo 1 – Conceito de função � � s = 2 t2 + 1 Para s = 1 ⇒ 1 = 2 t2 + 1 ⇒ t = 0 Para s = 33 ⇒ 33 = 2 t2 + 1 ⇒ 2 t2 = 32 t2 = 16 ⇒ t = 4 Para s = 51 ⇒ 51 = 2 t2 + 1 ⇒ 2 t2 = 50 t2 = 25 t = 5 Para s = 129 ⇒ 129 = 2 t2 + 12 t2 = 128 ⇒ t2 = 64 ⇒ t = 8 Para s = 201 ⇒ 201 = 2 t2 + 1 2 t2 = 200 ⇒ t2 = 100 ⇒ t = 10 � Supondo-se que a função seja do 1.o grau, temos V = at + b Para t = 0 ⇒ V = b = 10m/s Para t = 10s ⇒ V = 30m/s 30 = a . 10 + 10 20 = a . 10 ⇒ a = 2m/s2 Portanto, a função é V = 2t + 10 (SI) Verifique que os demais pontos da ta be la res pei tam esta relação. Resposta: B � a) p = 10,00 + 0,50t (t em min e p em reais) b) c) p = 10,00 + 0,50 . 60 ⇒ p = R$ 40,00 4p = R$ 160,00 Resposta: R$160,00 t 0 1 2 5 9 10 V –4 –1 2 11 23 26 Resolução dos Exercícios-Tarefa C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 237 238 FÍSICA � λ0 T0 = λ T 1,0 . 10–6 . 3000 = 1,0 . 10–3 . T ⇒ Resposta: A V = = = V = � 1,1cm/d Resposta: C D é inversamente proporcional a n. Quan do n dobra então D se reduz à metade. Resposta: C � N = 95,0; o quadrado perfeito mais pró ximo de 95,0 é 100, isto é: a2 = 100 e a = 10 Portanto: V = (m/s) Resposta: B � IMC = kg/m2 ⇒ IMC = kg/m2 IMC � 16,7 kg/m2 Resposta: A � Se a velocidade for duplicada, a resis tência do ar ficará multiplicada por 4, o que significa um aumento percentual de 300%. Resposta: C Módulo 2 – Como representar uma função em um gráfico � A (0; 3) B (0; –1) C (2; 2) D(–5; 3) E (–3; –3) F (4; –3) � V em litros� a) C = 2,00V C em R$ b) � � C = R$ 11 000,00 + N . R$ 0,06 Para N 20000 : C = R$ 11 000,00 + R$ 1 200,00 C = R$ 12 200,00 Resposta: B De acordo com o gráfico, os meses em que ocorreram, respectivamente, a maior e a menor vendas absolutas em 2011 foram junho e agosto. Resposta: E Leitura no nível inferior do filete preto na coluna da direita: 19°C. Resposta: E � Nível superior do filete cinza em qual quer uma das escalas: 8°C. Resposta: B T = 3,0K 4m ––– a (30 – 6)m ––––––––– 6a �s ––– �t 400cm ––––––––– 365d 95,0 + 100 –––––––––– 2 . 10 V = (m/s) = 9,75m/s 195 ––––– 20 54 ––––– (1,8)2 54 ––––– 3,24 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 238 239FÍSICA � Para o veículo ficar parado sua velo cidade deve ser nula, isto ocorre no intervalo entre t1 = 6 min e t2 = 8 min, e, portanto, durante 2 min. Resposta: C � Leitura do gráfico: na altitude de 10km, o valor da tempe - ratura está mais próximo de –60°C. Resposta: C � De acordo com o gráfico, os únicos dias em que o nível de eficiência foi muito bom, ou seja, o gráfico de linha con - tínua (que representa o número de reclamações resol - vidas) está acima do gráfico de linha tracejada (que repre - senta o número de re cla mações recebidas) são terça e quarta-feira. Resposta: B � Abaixo de 70 bpm: Leitura do gráfico: 1h + 1h + 2h = 4h �ttotal = 8h �t = 4h = 0,50 �ttotal �t = 50% �ttotal Resposta: D � Para h = 7000m, temos p = 0,44p0 p = 0,44 . 1,0 . 105 Pa p = 0,44 . 102 kPa Resposta: D � Do gráfico fornecido, temos: T = 300K ⇒ � = 1,5 . 10–5 m Utilizando-se a expressão para o cálculo de F, vem: F = F = Resposta: C Módulo 3 – Proporcionalidade entre duas grandezas � a) V é inversamente proporcional a T. b) D = VT = 80 . 3h = 240 km c) Quando V se reduz à metade, o valor de T duplica e passa a valer 6h. d) Quando o valor de T se reduz à meta de, o valor de V duplica e passa a valer 160km/h. e) � M = n m n = = � 1,2 . 1057 Resposta: B � (1) M = n . m M = 200g; m = 18g; n = n.º de mols de água (2) O número total de moléculas N é dado por N = 11 . 6 . 1023 � 7 . 1024 Resposta: D � Mformigas = Mhumanos nF . mF = nH . mH mH = 50kg nF . 2 . 10 –5 = 6 . 109 . 50 nF = 15 . 10 15 Resposta: B � 10m .............. �p = 1,32 . 10–3atm H ............. �p = 0,40 atm H = m Resposta: B 35g –––––– 1,0kg 1000g –––––– m m = kg � 29kg Resposta: D 1,99 . 1030 –––––––––– 1,67 . 10–27 M––– m 200 n = –––– � 11 18 OG = 1025 km––– h p = 44 kPa S2 T –––– � K (3,0 . 10–4)2 300 ––––––––––––––– 1,5 . 10–5 . 2,0 F = 0,9 nF = 1,5 . 10 16 0,40 . 10 ––––––––– 1,32 . 10-3 H � 3,0 . 103m 1000 –––– 35 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 239 240 FÍSICA Para uma pressão estática (mca) provoca da por uma coluna de água de 6m, tem-se, do gráfico, uma vazão de água na ducha igual a 12�/min. Considerando-se um mês de 30 dias, o tem po total de utilização da ducha é Δt = 4 x 8 x 30 (min) = 960 min. Z = ⇒ 12 = Da qual: Resposta: C � 1 jarda = 90m L = 300 jardas = 300 . 90cm = 27000cm L = 270m LC = 110m n = = = 2,45 Resposta: A � 1) 1 setor: 500 pessoas por minuto 6 setores: 3000 pessoas por minuto 2) 1 min ––––– 3000 pessoas �t ––––– 45 000 pessoas �t = min ⇒ Resposta: B � 1,0cm3 ––––– 20 gotas 1� = 1000cm3 ––––– N Resposta: C � Gráfico 1: = = Gráfico 2: = = – = – – = = Resposta: E � 1) Proporcionalidade direta (regra de três) 1mL ……… 20 gotas 120mL…… n 2) Δt = 2h + 30min = 150 min 3) N = número de gota por minutos N = = gotas/min Resposta: C Módulo 4 – Trigonometria no triângulo retângulo � a) sen � = ⇒ 0,60a = 9,0 b) a2 = b2 + c2 ⇒ (15,0)2 = b2 + (9,0)2 c) tg � = = ⇒ tg � = = ⇒ � sen � = ⇒ b = a sen � cos � = ⇒ c = a cos � b2 + c2 = a2 (a sen �)2 + (a cos �)2 = a2 a2 . sen2� + a2 cos2� = a2 a2(sen2� + cos2�) = a2 � a) a2 = b2 + c2 (13,0)2 = b2 + (12,0)2 169 = b2 + 144 b2 = 25,0 ⇒ b) sen � = sen � = ⇒ c––– b 9,0–––– 12,0 3 tg � = ––– 4 b = 12,0cm n = 2400 gotas 2400 ––––– 150 n ––– Δt N = 16 gotas/min 9,0––– a a = 15,0cm V –––– 960 V ––– Δt V = 11520� 270 –––– 110 L –––– LC Δt = 15min 45 000 –––––– 3000 N = 20 000 gotas 3 –– 7 30 ––– 70 hB–––– hA 1 –– 5 10 ––– 50 h’B–––– h’A 1 –– 5 3 –– 7 h’B–––– h’A hB–––– hA 8 ––– 35 15 – 7 –––––– 35 h’B–––– h’A hB–––– hA 4 tg � = ––– 3 12,0–––– 9,0 b––– c b––– a c––– a sen2� + cos2� = 1 b = 5,0cm b––– a 5,0–––– 13,0 sen � = 0,38 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 240 241FÍSICA c) tg � = tg � = ⇒ � 1) sen 75° = = 0,96 2) HA = H + 2,0m HA = 32,72m Resposta: A � Como os raios solares são paralelos, os triân gulos da figura são semelhantes. b = 230 m sP + = (255 + 115)m = 370 m Resposta: C L2 = (150)2 + (150)2 = 2 (150)2 L = 150 � 2 Resposta: B tg � = = preço: R$ 10,00 + R$ 7,50 preço = R$17,50 Resposta: A � Para x = 90°, temos Imáx = k . sen 90° = k Para x = 30°, temos I30 = k . sen 30° = Portanto: I30 = (redução de 50%) Resposta: B � 1) x2 = 25,0 – 16,0 = 9,0 (SI) 2) A = = (m2) Resposta: B � y ––– 6 10 ––– 8 y = 7,5 k –– 2 Imáx–––– 2 x = 3,0m H ––– 32 H = 30,72m HA � 33m HP HE–––––––– = –––– b sEsP + –––2 b ––– 2 HP 1,0––––– = ––––– 370 2,5 HP = 148m L = 212m c––– b 12,0–––– 5,0 tg � = 2,4 b h ––– 2 4,0 . 3,0 ––––––– 2 A = 6,0m2 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 241 242 FÍSICA tg � = = 30 (x – 2000) = 12 . 45 x – 2000 = 18 Resposta: B Módulo 5 – O que é uma grandeza vetorial? � Velocidade e aceleração ficam carac teri zadas quando conhecemos sua intensi dade, sua direção e seu sentido. Resposta: D � A velocidade só fica caracterizada quan do conhecemos sua intensidade, sua direção e seu sentido. Resposta: B � As grandezas físicas escalares necessitam apenas da intensidade para sua caracte rização. Resposta: C � (1) Falsa. → V1 e → V2 têm sentidos opos tos. (2) Verdadeira. (3) Verdadeira. (4) Verdadeira. → V1 + → V2 = → 0 Resposta: B � Na subida, o vetor velocidade é vertical pa ra cima. Na descida, o vetor velocidade tem a mesma direção, porém sentido oposto. Resposta: E Vetores com mesma direção são paralelos entre si, portanto: → F1 e → F5; → F2 e → F6 O módulo de uma grandeza vetorial é re presentada pelo comprimento do seg men to de re ta. Da figura, concluímos que têm módulos iguais os vetores → F1 e → F5 ; → F2 e → F6; → F3 e → F4 � → F2 e → F6 são vetores iguais, pois têm mes ma direção, mesmo sentido e mesmo mó dulo. � 1) Falsa. A pressão é grandeza escalar e não tem direção nem sentido. 2) Verdadeira. 3) Falsa. A pressão é grandeza escalar e não tem direção nem sentido.4) Verdadeira. Resposta: D � Como a energia cinética é grandeza es ca lar, temos ΔEc = Ecfinal – Ecinicial = 15 – 10 = 5 (SI) Como a quantidade de movimento é gran deza vetorial, não podemos deter mi nar o valor de �Q→ , pois não conhe ce - mos as orientações (direção e senti do) das quan tidades de movimen to inicial e final. Resposta: B Módulo 6 – Introdução à Física � Porque esta definição não apresenta um critério para me - dirmos a massa. A quan tidade de matéria é uma grandeza funda mental no SI, cuja unidade é o mol (6,0 .1023). � Século-luz é uma unidade de compri mento e é definida como sendo a dis tân cia que a luz percorre no vácuo em 1 século. 1 século-luz = 100 anos-luz � Massa inercial é uma medida da inércia do corpo (tendência do corpo em conser var a sua velocidade). Massa gravita cio - nal é uma medi da da atratibilidade do cor po (capacidade de criar campo gra vita cional). Adotamos as duas como sen do iguais (na realidade, são ape nas pro por cionais) para facilitar as equações físi cas. � Conceito de massa. Resposta: E � A massa atual do homem é dada por: m = IMC . A2 m = 27 . (1,80)2kg = 87,48kg Para ter “peso adequado”, o IMC máxi mo é aproxima - damente 25. 25 = m1 = 81 kg �m = m – m1 = 6,48 kg o menor inteiro é n = 7 Resposta: C a) Verdadeira. b) Falsa. litro (símbolo: �) e minuto não são unidades de base do SI. c) Falsa. grama não é unidade de base. d) Falsa. litro não é unidade de base. e) Falsa. grama não é unidade de base. minuto não é unidade de base. litro não é unidade de base. Resposta: A m1––––– (1,8)2 x = 2018 30 ––– 12 45 –––––––– x – 2000 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 242 243FÍSICA 1 ano luz ...... 1016m x ...... 1.6 . 1021m x = anos-luz x = 1,6 . 105 anos-luz A luz da estrela gasta 1,6 . 105 anos para chegar até nós. Resposta: B � a) Falsa. A unidade SI de temperatura é o kelvin (K). b) Falsa. A unidade SI de energia é o joule (J). c) Falsa. A unidade SI de comprimento é o metro (m). d) Falsa. A unidade SI de tempo é o segundo (s). e) Verdadeira. quilograma é a unidade de massa do SI. Resposta: E � Errado Certo 120 Km 120 km 80 Km/h 80 km/h 2 Kg 2 kg 2 ltrs 2 l 10 mts 10 m 45 MIN 45 min 4 hs 4 h Resposta: E � A luz da Alfa-Centauro que atinge a Terra, nesse exato ins - tante, foi emitida pela estrela há quatro anos. Resposta: D � a) Falsa. A luz percorre, no vácuo, em um segundo a distância de 299 792 458m. b) Falsa: o valor citado se refere ao vácuo. c) Correta. d) Falsa. O valor 3,0 . 108m/s é a veloci dade da luz no vá - cuo expressa com dois algarismos significativos. e) Falsa. O valor citado é o valor atual mente aceito, com a precisão indi cada, para a velocidade da luz no vácuo. Módulo 7 – Fundamentos da Cinemática I � (1) �, (2) �, (3) � , (4) �, (5) � Resposta: E � Se o referencial for o seu carro ou o solo terrestre, o carro da frente caminhou para trás e você ficou parado. Se o referencial for o carro da frente, você está em movimento para frente e o carro da frente está parado. Resposta: C � Os conceitos de repouso e movimento são relativos, pois dependem do referen cial adotado. Em relação a Cebolinha, Cascão está em movimento; em relação ao skate, Cascão está em repouso. Resposta: C � Não; se, por exemplo, B descrever uma cir cunferência em torno de A, a distância en tre A e B permanece constante e B está em mo vi mento em relação a A. Repouso e movimento são conceitos re lativos, isto é, dependem do referencial ado tado. A criança está em repouso em relação à árvore e está em movimento em relação ao ônibus e ao maratonista. Resposta: A Repouso e Movimento são conceitos re la tivos que depen - dem do referencial ado tado. a) Verdadeiro. Para o referencial fixo nos trilhos Carmen está em movimento. b) Falso.Não foi dito qual o referencial adotado. c) Falso.Depende do referencial. d) Falso.Não foi fixado o referencial. e) Falso.Se o referencial for o bonde os trilhos estarão em movimento. Resposta: A � Os conceitos de repouso e movimento são relativos, pois dependem do referen cial adotado. Em relação ao solo, o poste está em repouso e a garota está a 100km/h; em relação ao carro, a garota está em repouso e o poste está a 100km/h. Resposta: C � Se a bala e o avião tiverem velocidades iguais (em módulo, direção e sentido), então a bala estará em repouso em rela ção ao avião e o piloto poderá pegá-la sem sofrer dano algum. Resposta: E � Para que A fique parada em relação a B a distância d deve ser constante para qualquer valor de t. Isto ocorre quando a = b (d = 4,0 m) Resposta: D Módulo 8 – Fundamentos da Cinemática II � A bomba continua caminhando para frente com a mesma velocidade do avião e, a cada instante, está na mesma vertical do avião. Em relação à aeronave, a bomba cai verticalmente. Resposta: C � Em relação à terra, a bola tem dois movi mentos simul - tâneos: 1,6 . 1021 –––––––– 1016 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 243 244 FÍSICA 1) Movimento horizontal com a mesma velocidade do carrinho, mantido por inércia. 2) Movimento vertical sob ação da gra vi dade. O movimento resultante, em relação à terra, terá trajetória parabólica. Resposta: D � a) circular b) helicoidal � A trajetória depende do referencial ado tado. Para um referencial no avião, a trajetória do copo é um segmento de reta vertical e o copo atinge o chão no ponto R. Resposta: C � Como a distância entre as pessoas per manece constante, a traje tória é circular e o centro da circunferência é a posição da pessoa tomada como referencial. Resposta: C A trajetória depende do referencial. Em relação ao piloto as trajetórias são seg mentos de reta verticais. Em relação ao solo as trajetórias são ar cos de parábola. Resposta: E a) Falso. A trajetória depende do refe ren cial adotado. b) Falso. Em relação ao observador O’, a trajetória será a (3) se o trem se mover para a direita e será a (1) se o trem se mover para a esquerda. c) Verdadeiro. A lâmpada mantém, por inér cia, a velocidade horizontal do trem e cai verticalmente em relação a O. d) Falso. e) Falso. As trajetórias (1) e (3) serão arcos de parábola. Resposta: C � 1) A trajetória depende do referencial adotado. 2) Por inércia a bomba conserva a velocidade horizontal igual a do avião e, em relação ao piloto, a bomba cai verticalmente. 3) Em relação ao solo terrestre a bomba tem dois movimentos simultâneos: a) movimento horizontal com a mes ma velocidade do avião mantido por inércia. b) movimento vertical provocado pela ação da gravidade. A composição desses dois movi mentos origina uma trajetória parabólica Resposta: D � Em relação ao avião, cada bomba cai verticalmente. Em relação ao solo terres tre, cada bomba descreve uma parábola resultado da combinação de dois movimentos simultâneos: 1) Movimento horizontal, mantido por inércia, com velocidade igual à do avião. 2) Movimento vertical sob ação da gravidade. Resposta: A Módulo 9 – Fundamentos da Cinemática III � Origem dos espaços s = 0 s = 4,0t – 20,0 ⇒ 0 = 4,0t – 20,0 4,0t = 20,0 ⇒ Resposta: B � I) Incorreta. A função horária dos es paços não determina a trajetória. II) Correta. s = 0 ⇒ 0 = 3,0t2 – 27,0 t2 = 9,0 ⇒ III) Incorreta. t = 0 ⇒ s = 3,0 (0)2 – 27 � 0 IV. Correta. t = 0 ⇒ s0 = –27,0m Resposta: D � a) Falsa. t0 = 0 ⇒ sb = –30km (cidade B) b) Falsa. Para a cidade C, temos sC = 0: 0 = –30 + 60tC ⇒ tC = 0,5h c) Verdadeira. Cidade B: sB = –30km sE = 60km –30 = –30 + 60 tB ⇒ tB = 0 60 = –30 + 60tE ⇒ tE = 1,5h Δt = tE – tB = 1,5h d) Falsa. Para a cidade D: sD = 30km 30 = –30 + 60 tD ⇒ tD = 1,0h e) Falsa. Para a cidade A: sA = –60km –60 = –30 + 60 tA ⇒ tA = –0,5h Resposta: C � I. Verdadeira. É a própria defini ção de espaço. II. Falsa. Distância entre dois pontos é medida sempre em linha reta. III) Falsa. Espaço é indicador de posição e não de distância per corrida. IV) Falsa. Espaço é grandeza algé bri ca (pode ser negativo). Resposta: A t = 5,0s t = 3,0ss = –27m C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 244 245FÍSICA � O carro Z alcança o carro X no instante t1 = 10s, e o carro Y, no instante t2 = 30s e, portanto, �t = t2 – t1 = 20s. Resposta: C I) Verdadeira. xA = –200m II) Verdadeira. xB = 10m III) Verdadeira. ΔxA = xA – xB = –200m – 10m = –210m IV) Falsa. Δx = x0 – x0 = 0 V) Verdadeira. d = 210m + 210m = 420m Resposta: D a) Falsa. O carro pode ter parado e in vertido o sentido de seu movimento por um motivo qualquer. b) Falsa. A distância total percorrida não está determinada em virtude da possi bilidade de inversão no sentido do mo vimento. c) Falsa. A distância percorrida pode ser maior que 28,7km, porém, menor não. d) Falsa. e) Verdadeira. �t = 13h + 27 min – (9h + 45min) �t = 12h + 87 min – (9h + 45 min) Resposta: E � t1 = 2,0s h1 = 2,1 + 20,0 – 4,9 . 4,0 (m) h1 = 2,1 + 20,0 – 19,6 (m) Resposta: B � t1 = T temos s1 = sB = t2 = 2T temos s2 = 4sB = 4 . s2 = C (ponto A) Resposta: A � Para haver encontro devemos ter si multaneamente xB = xF e yB = yF 1) xB = xF 20,0 + 2,0t1 = 60,0 – 4,0t1 – 1,0t 2 1 1,0t21 + 6,0 t1 – 40,0 = 0 t1 = (s) t1 = (s) ⇒ 2) yB = yF 72,0 – 2,0t22 = 2,0 + 4,0t2 2,0t22 + 4,0 t2 – 70,0 = 0 1,0t22 + 2,0 t2 – 35,0 = 0 t2 = (s) t2 = (s) ⇒ 3) Como t1 � t2 não haverá encontro. Resposta: A Módulo 10 – Velocidade escalar média � �s = 800m�t = 1min 40s Vm = = = 8,0m/s � Vm = = Vm = 90km/h Resposta: B � a) �s = 350km �t = 11,5h – 8h = 3,5h Vm = = b) V = 90 = ⇒ �t = Respostas: a) Vm = 100km/h b) �t = 0,50h h1 = 2,5m C –– 4 C –– 4 –6,0 � � 36,0 + 160 ––––––––––––––––––– 2 t1 = 4,0s –6,0 � 14,0 ––––––––––– 2 –2,0 � � 4,0 + 140 ––––––––––––––––– 2 t2 = 5,0s –2,0 � 12,0 –––––––––– 2 800(m) ––––––– 100(s) �s ––– �t �t = 3h + 42 min km ––– h 245 – 200 ––––––––– 0,50 �s ––– �t 350km ––––––– 3,5h �s ––– �t Vm = 100km/h �s ––– �t 45 ––– 90 45 ––– �t Δt = 0,50h C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 245 246 FÍSICA � �t = 8min = h Vluz = = Resposta: Vluz = 7,5 � 1) Tempo gasto para percorrer os 15km: Vm = ⇔ 60 = T = h = 15min 2) O tempo total gasto em cada entrega é de 30 minutos. Portanto, sobraram 15 minutos para completar a entre - ga. Como ele deve recuperar o atraso de 10 minutos, res tam apenas 5 mi nutos para completar os procedi - mentos da entrega. Resposta: B • Velocidade escalar média do trem britânico: V1 = ⇒ V1 = • Velocidade escalar média do Hyper loop: V2 = ⇒ V2 = • Sendo p o percentual pedido, vem: p = . 100% ⇒ p = . 100 Resposta: A Δs = Vt 0,50 = . T T = s T = ms Resposta: C � Vm = Δs = 9,0km = 9000m Δt = 5,0 min = 300 s Vm = Resposta: B � 7h da manhã ⇒ 50km de lentidão Vm = 25 km/h 7h da noite ⇒ 200 km de lentidão Vm = 10km/h Vm = ⇒ Δt = T1 = (h) = 0,4h T2 = (h) = 1,0h Resposta: E � 1) De A para B: V1 = ⇒ 20,0 = 2) De B para C: V2 = ⇒ 40,0 = 3) De A para C: Δs3 = 8,0km 8 ––– 60 1 ua ––––––––– 8 ––– (h) 60 �s ––– �t ua ––– h 15 ––– T Δs ––– Δt 1 –– 4 880km ––––––– 8h �s1–––– �t1 V1 = 110km/h 610km ––––––– 0,5h �s2–––– �t2 V2 = 1220km/h 110 ––––– 1220 V1––– V2 p � 9% 60 ––– 3,6 1,8 ––– 60 1800 –––– 60 T = 30,0ms Δs ––– Δt 9000m –––––– 300s Vm = 30m/s Δs ––– Vm Δs ––– Δt 10 ––– 25 10 ––– 10 T2––– = 2,5 T1 2,0 –––– Δt1 Δs1–––– Δt1 �t1 = 0,10h 6,0 –––– Δt2 Δs2–––– Δt2 �t2 = 0,15h C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 246 247FÍSICA Δt3 = Δt1 + Δt2 = 0,25h V3 = = Resposta: E � Vm = ⇒ 1) Δt1 = e Δt2 = 2) Δt = Δt1 + Δt2 = + Δt = 3) Vm = = 2C . (média harmônica) Vm = km/h Resposta: C � t1 = 1,0s ⇒ s1 = 1,0 (1,0)2 – 5,0 (m) s1 = –4,0m t2 = 3,0s ⇒ s2 = 1,0 (3,0) 2 – 5,0 (m) s2 = 4,0m Vm = = (m/s) Resposta: D � t1 = 0 ⇒ s1 = 3,0(0)2 – 2,0 s1 = –2,0m t2 = 2,0s ⇒ s2 = 3,0(2,0) 2 – 2,0 s2 = 10m Vm = = (m/s) Resposta: A � Vm = = Vm = = (m/s) Resposta: B � a) Na origem dos espaços, S = 0 0 = 2,0t2 – 18 t2 = 9,0 t = 3,0s b) S(0) = 2,0 . 02 – 18 S(0) = –18m S(5,0) = 2,0 . (5,0)2 – 18 S (5,0) = 32m Vm = = Vm = Vm = 10,0m/s Respostas: a) t = 3,0s b) Vm = 10,0m/s � �tPedro = h = 1,0h = 60min �tPaulo = h = h = 60min �tPaulo = 50min Resposta: E � 1 ano-luz = 3,0 . 108 . 3 . 107 1 ano-luz = 9,0 . 1015m = 9,0 . 1012km 9,0 . 1012km –––––– 1ano-luz � 41 . 1012km –––––– d 9,0 . 1012 . d = 41 . 1012 . 1 Resposta: D � 8,0km –––––– 0,25h Δs3–––– Δt3 V3 = 32,0km/h Δs Δt = –––– Vm Δs ––– Δt C –––– V2 C –––– V1 C ––– V2 C ––– V1 C (V2 + V1)–––––––––– V1V2 V1 V2–––––––––– C(V2 + V1) Δs ––– Δt 2 V1 V2 Vm = –––––––– V2 + V1 2 . 20 . 12 ––––––––– 32 Vm = 15km/h 4,0 – (–4,0) –––––––––– 3,0 – 1,0 s2 – s1–––––– t2 – t1 Vm = 4,0m/s 10 – (–2,0) –––––––––– 2,0 – 0 s2 – s1––––––– t2 – t1 Vm = 6,0m/s 60 + 60 ––––––––––– �s1 �s2–––– + –––– V1 V2 �s1 + �s2–––––––––– �t1 + �t2 120 –––––– 4 + 2 120 ––––––––––– 60 60 –––– + –––– 15 30 Vm = 20m/s S(5,0) – S(0) ––––––––––– 5,0 – 0(s) �s ––– �t 32 – (–18) (m) ––––––––––––– 5,0 (s) 72 ––– 72 5 ––– 6 5 ––– 6 100 ––– 120 d = 4,6 anos-luz C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 247 248 FÍSICA Trecho AB: V = ⇒ �t1 = Trecho BC: 2V = ⇒ �t2 = �t = �t1 + �t2 = + = �t = Vm = = d . ⇒ Resposta: A � Vm(AC) = = Vm(AC) = (média ari tméti ca entre V1 e V2) � 1) V0 = = = 10 2) V1 = 0,60 V0 = 0,60 . 10km/h 3) V1 = 6,0 = �t = h Resposta: C �21 I) De acordo com o texto: �s = Vm �t AB = V . 40 BC = V . 30 AC = V TAC II) (AC)2 = (AB)2 + (BC)2 V2 T2AC = V 2 (40)2 + V2 (30)2 T2AC = (40) 2 + (30)2 ⇒ TAC = 50s III) Economia de tempo: �t = TABC – TAC �t = 90s – 50s Resposta: D �22 1) Tempo gasto nos primeiros 12km �s1 = Vm �t1 ⇒ 12 = 60 T1 T1 = h = 12min 2) Tempo gasto nos últimos 16km �s2 = V’m �t2 ⇒ 16 = 80 T2 T2 = h = 12min 3) Tempo total: T = T1 + TP + T2 T = 12min + 20min + 12min 4) Horário de chegada: tC = 17h + 30 min + 44 min tC = 17h + 74 min = 18h + 14 min Resposta: B �23 1) Cálculo da extensão do terceiro per curso: d = + + d3 d3 = – = ⇒ 2) Cálculo do tempo gasto em cada tre cho: Vm = ⇒ Δt = Δt1 = = (h); Δt2 = = (h) Δt3 = = (h) 3) Cálculo do tempo total de movi mento: Δt = Δt1+ Δt2 + Δt3 = = (h) d –––– 9V d/9 –––– �t1 8d –––– 18V 8d/9 –––– �t2 2d + 8d –––––––– 18V 8d ––– 18V d ––– 9V 10d –––– 18V 9 Vm = ––V5 18V –––– 10d �s ––– �t d1 + d2––––––– 2T �s ––– �t V1T + V2T––––––––– 2T V1 + V2Vm(AC) = –––––––2 km ––– h 5,0km –––––– 0,5h �s ––– �t V1 = 6,0km/h �s ––– �t 15 ––– �t 15 ––– 6,0 �t = 2,5h �t = 40s 1 –– 5 1 –– 5 T = 44min d –– 2 d –– 3 d d3 = ––6 3d – 2d –––––– 6 d –– 3 d –– 2 Δs –––– Vm Δs ––– Δt d ––– 150 d ––– 3 –––– 50 d –––– 150 d ––– 2 –––––– 75 d –––– 150 d ––– 6 –––––– 25 d ––– 50 3d –––– 150 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 248 249FÍSICA 4) Para d = 600km Δt = (h) = 12h 5) Para Vm = 48km/h temos: Δttotal = = (h) = 12,5h 6) Δtp = Δttotal – Δt = 0,5h Resposta: A Módulo 11 – Velocidade escalar instantânea � O som se propaga no ar com velocidade da ordem de 340m/s e a luz com velo cidade da ordem de 300000km/s. Por isso a visão do relâmpago é prati camente instantânea e a audição do tro vão em geral ocorre após alguns se - gundos. Resposta: E � a) Verdadeira. Para Vmáx = 40km/h a pro ba bilidade de morte é da ordem de 40%. b) Falsa. Quanto maior Vmáx maior a pro ba bilidade de morte até Vmáx = 70km/h. c) Falsa. Para Vmáx = 70km/h d) Falsa. É o contrário do que foi afirmado. e) Falsa. Resposta: A � Leitura do gráfico: A velocidade de infiltração é função de cres cente do tempo e sempre a veloci dade no solo arenoso é maior. Resposta: C � O atleta parte do repouso, acelera até atingir uma veloci - dade escalar máxima que é mantida constante durante um certo tempo e, em geral, reduzindo um pouco no fim da corrida. Sendo a média = = 10,0m/s = 36,0 km/h é razoável supor que em algum instante a velocidadeescalar instantânea atingiu o valor de 40,0 km/h. Resposta: B � Vs = 340m/s = 340 . 3,6 = 1224km/h VA = 2400km/h n = = = 1,96 (mach) Resposta: A Para que haja inversão no sentido do mo vimento, temos duas condições: 1) A velocidade escalar deve anular-se. 2) A velocidade escalar deve trocar de sinal. Isto ocorre apenas nos instantes t2 e t4. Resposta: C V1 = 10m/s V2 = 108 = m/s = 30m/s Resposta: B � a) t1 = 0 ⇒ x1 = 2,0m t2 = 2,0s x2 = 2,0 + 2,0 (2,0) – 2,0 (2,0) 2 (m) x2 = –2,0m Vm = = (m/s) b) V = 2,0 – 4,0t t1 = 0 ⇒ t2 = 2,0s ⇒ V1 = 2,0 – 4,0 (2,0) (m/s) � a) V = = 20,0 – 10,0t (SI) V = 0 ⇒ 20,0 – 10,0t1 = 0 20,0 = 10,0t1 ⇒ b) t = t1 = 2,0s ⇒ h = hmáx hmáx = 20,0 . 2,0 – 5,0 (2,0) 2 (m) Respostas: a) 2,0s b) 20,0m � 1) Passar pela origem dos espaços: s = 0 2,0t1 2 – 8,0 = 0 2,0t1 2 = 8,0 ⇒ t1 2 = 4,0 2) V = = 4,0t (SI) 600 –––– 50 600 ––––– 48 Δs –––– Vm 100m ––––– 10,0s Δs ––– Δt km ––– h 2400 ––––– 1224 VA––– Vs 108 –––– 3,6 km –––– h V2 = 3V1 –2,0 – 2,0 ––––––––– 2,0 – 0 x2 – x1–––––– t2 – t1 Vm = –2,0m/s V1 = 2,0m/s V2 = –6,0m/s dh ––– dt t1 = 2,0s hmáx = 20,0m t1 = 2,0s ds ––– dt C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 249 250 FÍSICA t = t1 = 2,0s V = V1 = 4,0 . 2,0 (m/s) V1 = 8,0m/s = 8,0 . 3,6 km/h Resposta: A � 1) Quando x é crescente, temos V > 0: V1 > 0 2) Quando x é decrescente, temos V < 0: V3 < 0 3) Nos pontos de máximo ou de mínimo de x a velocidade é nula: V2 = V4 = 0 Resposta: A � a) VA = VB 10 = 6,0 + 2,0t b) sA = 10 . 2,0 (m) ⇒ sA = 20m sB = 6,0 (2,0) + 1,0 (2,0) 2 (m) sB = 16m d = sA – sB = 20 – 16 (m) � (01) Incorreta. t = 0 s = 1,0 (0)2 – 2,0 (0) + 1,0 (m) (02) Incorreta. V = 2,0t – 2,0 ⇒ t = 0 (04) Correta. 0 = 1,0t2 – 2,0t + 1,0 ⇒ (08) Correta. 0 = 2,0t – 2,0 ⇒ t = 1,0s ⇒ Resposta: 12 � a) 25 = t2 ⇒ t = 4,0s b) V = . t V = (m/s) V = 12,5m/s Respostas: a)4,0s b)12,5m/s � 1) Cálculo do instante t1 em que o atleta atinge a veloci da - de escalar máxima: V = = 2,00 t (SI) 16,0 = 2,00 t1 ⇒ 2) Posição x1 no instante t = t1 x1 = 1,00 . (8,00) 2 (m) 3) Cálculo do tempo gasto t2 nos 36,0m finais: Vmáx = ⇒ 16,0 = 4) Cálculo do tempo total gasto: T = t1 + t2 = 8,00 + 2,25 (s) Resposta: D � a) V = = 2,0t – 10 (SI) 0 = 2,0t1 – 10 ⇒ t1 = 5,0s b) S = 1,0 (5,0)2 – 10 . (5,0) + 24 (m) S = –1,0m Respostas: a) 5,0s b) –1,0m � a) t1 = 0,5s H1 = 10,0 . 0,5 – 5,0(0,5) 2(m) = 3,75m t2 = 1,5s H2 = 10,0 . 1,5 – 5,0(1,5) 2 (m) = 3,75m b) V = = 10,0 – 10,0t (SI) t1 = 0,5s ⇒ V1 = 5,0m/s t2 = 1,5s ⇒ V2 = –5,0m/s Respostas: a) H1 = H2 = 3,75m b) 5,0m/s e –5,0m/s � Assumindo o veículo com a velocidade es calar máxima per mitida: V = 120km/h, temos: D = 0,3 . 120 + (m) D = 36 + 72 (m) Resposta: D V1 = 28,8km/h t = 2,0s d = 4,0m s = 1,0m V = –2,0m/s t = 1,0s s = 0 25 ––– 16 50 ––– 16 50 . 4 –––––– 16 dx ––– dt t1 = 8,00 s x1 = 64,0 m 36,0 –––– t2 Δx –––– Δt t2 = 2,25 s T = 10,25 s ds ––– dt dH ––– dt (120)2 ––––– 200 D = 108m C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 250 251FÍSICA � V = 11cm/s 11 = 1100 (0,05 – r2) 0,01 = 0,05 – r2 r2 = 0,05 – 0,01 r2 = 0,04 = 4,0 . 10–2 r = � 4,0 . 10–1cm Resposta: B � V = = 6,0t – 6,0t2 (SI) V = 6,0t (1,0 – 1,0t) (SI) Vmáx = 6,0 . 0,5 . 0,5 m/s Resposta: B Módulo 12 – Aceleração escalar � A grandeza citada é a aceleração escalar m = e sua uni da de SI é = m . s –2 Resposta: D � Como o deslocamento escalar é o mesmo (�s = 100m) e o atleta que ganha a corri da gasta menos tempo que os demais só podemos afirmar que ele teve maior velo ci dade escalar média �Vm = � Resposta: D � V0 = 1080 = = 300 m/s Vf = 2520 = = 700 m/s m = ⇒ Δt = Δtmin = = (s) Resposta: D � 1) Paulo está errado pois quando a ace leração escalar é negativa (6,0s a 10,0s) a velocidade escalar diminui. 2) a = ⇒ ΔV = a . Δt ΔV = 4,0 . 10–2 . 6,0 (m/s) Carlos está correto. Resposta: B � = = (m/s2) ⇒ a) V = 3,0t2 – 4,0t t1 = 0 ⇒ V1 = 3(0) 2 – 4(0) (m/s) V1 = 0 t2 = 2,0s ⇒ V2 = 3(2) 2 – 4(2) (m/s) V2 = 4,0m/s m = = (m/s 2) b) = 6,0t t1 = 0 ⇒ t2 = 2,0s ⇒ 2 = 6,0 (2,0) (m/s 2) Resposta: a) 2,0m/s2 b) 12m/s2 a) V = = 3,0t2 – 12 (SI) 0 = 3,0tp 2 – 12 ⇒ tp 2 = 4,0 tp = 2,0s (t � 0) b) = ⇒ = 6,0t (SI) = 6,0 . 2,0 (m/s2) = 12m/s2 Respostas: a) tp = 2,0s b) p = 12m/s 2 � 0 = 1,0t3 – 27 ⇒ t = 3 � 27 s ⇒ t = 3,0s V = = 3,0t2 (SI) = = 6,0t = 6,0 . 3,0 (m/s2) = 18m/s2 Resposta: D r = 0,20cm dx ––– dt Vmáx = 1,5m/s m ––– s2 ΔV ––– Δt Δs ––– Δt m ––– s 1080 ––––– 3,6 km –––– h m ––– s 2520 ––––– 3,6 km –––– h ΔV ––– m ΔV ––– Δt 400 –––– 80 ΔV ––––––– m(máx) Δtmin = 5,0 s ΔV –––– Δt ΔV = 0,24m/s 90 – 30 ––––––– 3,0 – 0 �V ––– �t = 20m/s2 4,0 – 0 –––––––– 2,0 – 0 �V ––– �t m = 2,0m/s 2 1 = 0 2 = 12m/s 2 ds ––– dt dV ––– dt ds ––– dt dV–––dt C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 251 252 FÍSICA � I) 0 = 1,0t2 – 4,0 t2 = 4,0 t = 2,0s (t � 0) II) V = ⇒ V = 2,0t (SI) V = 2,0 . (2,0) (m/s) ⇒ V = 4,0m/s = ⇒ = 2,0m/s2 (constante) Resposta: C � a) = = 3,0t2 + 6,0t (SI) t = 2,0s ⇒ = 3,0 . 4,0 + 6,0 . 2,0 (SI) b) t1 = 1,0s V1 = 1,0 + 3,0 + 4,0 (m/s) = 8,0m/s t2 = 2,0s V2 = 8,0 + 12,0 + 4,0 (m/s) = 24,0m/s m = = Respostas: a) = 24,0m/s2 b) m = 16,0m/s 2 � a) Falsa. t = 0 ⇒ x = xR = 2,0km b) Falsa. V = = 70,0 + 6,0t � t = 0 ⇒ V = V0 = 70,0km/h (não será multado) c) Verdadeira. = = 6,0km/h2 d) Falsa. V = 100km/h ⇒ 100 = 70,0 + 6,0t1 30,0 = 6,0t1 ⇒ e) Falsa. t = 1,0h ⇒ x1 = 75,0km e xR = 2,0km d = x1 – xR = 73,0km Resposta: C � 1) Vf 2 = k R = 1,6 . 104 . 2,5 . 10–2 (SI) Vf 2 = 4,0 . 102 (SI) 2) am = am = (m/s 2) am = 1,0 . 10 3 m/s2 Como am > 4,5 . 10 2 m/s2, a maçã vai arrebentar. Resposta: C � V = = k t = = k t– V . = k2 = constante Resposta: E Módulo 13 – Classificação dos movimentos � Carro X 1) Se desloca no sentido positivo da trajetória e portanto V > 0 e o movimento é progressivo 2) O módulo de sua velocidade está diminuindo e portanto o movimento é retardado 3) Como o movimento é retardado então V e têm sinais opostos: V > 0 ⇒ < 0 Carro Y 1) Se desloca no sentido negativo da tra jetória e portanto V < 0 e o movi mento é retrógrado 2) O módulo de sua velocidade está aumentando e portanto o movimento é acelerado 3) Como o movimento é acelerado então V e têm mesmo sinal: V < 0 ⇒ < 0 Resposta: D � � s = 20 – 10t – 4,0t2 V = –10 – 8,0t ⇒ t = 0 V = –10m/s (V < 0) ds ––– dt dV ––– dt dV––– dt = 24,0m/s2 m ––– s2 24,0 – 8,0 ––––––––– 1,0 ΔV ––– Δt m = 16,0m/s 2 t ……. h V …… km/h dx ––– dt dV –––– dt t1 = 5,0h Vf = 20m/s �V ––––– �t 20 –––––––– 2,0 . 10–2 1 –– 2 3 ––– 2 dx ––– dt 1 –– 2 3 ––– 4 dV ––– dt 9 ––– 8 Intervalo de tempo Movimento progressivo ou retrógrado Movimento acelerado ou retardado ou uniforme Sinal da velocidade escalar Sinal da acelera ção escalar T1 Progressivo Acelerado V > 0 > 0 T2 Progressivo Uniforme V > 0 = 0 T3 Progressivo Retardado V > 0 < 0 T4 Retrógrado Retardado V < 0 > 0 T5 Retrógrado Uniforme V < 0 = 0 T6 Retrógrado Acelerado V < 0 < 0 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 252 253FÍSICA = –8,0m/s2 ( < 0) Retrógrado e acelerado Resposta: D � h = 30 + 25t – 5t2 V = 25 – 10t ⇒ t = 3,0s V = –5,0m/s (V < 0) = –10m/s2 ( < 0) Retrógrado e acelerado Resposta: B � a) Indeterminada b) s = 1,0t2 – 5,0t + 6,0 V = 2,0t – 5,0 ⇒ 0 = 2,0t – 5,0 t = 2,5s c) V = 2,0t – 5,0 ⇒ t1 = 1,0s V = –3,0m/s (V < 0) e = 2,0m/s2 ( > 0) Retrógrado e retardado a) Falsa. De 0 a T1 o movimento é pro gres sivo (V > 0) e acelerado (|V| au menta) b) Falsa. De 0 a T1 : 1 = 2,0 = ⇒ T1 = 10s c) Falsa. T2 = 359 T1 = 3590s; T3 = T2 + 10s = 3600s = 1,0h d) Verdadeira. De T2 a T3 o movimento é progressivo (V > 0) e retardado (|V| diminui) e) Falsa. Resposta: D a) Falso.De 0a t1: V > 0 e > 0 movimento acelerado. De t2 a t3: V < 0 e < 0 movimento acelerado. b) Falso.De t1 a t2: V > 0 e < 0 movimento retardado. De t2 a t4: Acelerado de t2 a t3 e uniforme de t3 a t4. c) Verdadeiro. De t1 a t2: retardado. De t3 a t4: uniforme. d) Falso.De t1 a t3: houve inversão no sentido do movimento em t2. De t3 a t4: movimento uniforme e) Falso.De 0 a t1 não há inversão de movimento, pois a velocidade não troca de sinal. Resposta: C � V = A + Bt = = B ( < 0) Para que o movimento seja acelerado como < 0 deve - mos ter também V < 0 V < 0 ⇔ A + B t < 0 Bt < –A A desigualdade inverte porque dividimos por B que é negativo. Resposta: A � Antes de chegar ao primeiro quebra-molas (instante t1), o carro deve frear e o módulo de sua velocidade vai diminuir. Imediatamente após passar o primeiro quebra-molas, o carro ace lera e o módulo de sua velocidade aumenta. Antes de chegar ao segundo quebra-molas (instante t2), o carro vol ta a frear e o módulo de sua velocidade volta a di - mi nuir. Ime diatamente após passar o segundo quebra-mo - las, o carro volta a acelerar e o módulo de sua velocida de volta a aumentar. Esta sequência de eventos ocorre na opção A. Resposta: A � tA: V > 0 e < 0 (retardado) tB: V = 0 e < 0 tC: V < 0 e < 0 (acelerado) Resposta: E � Para ser progressivo devemos ter V > 0 (to dos os grá - ficos). Para ser retardado o módulo de V deve diminuir (gráficos II e V). Resposta: C � (I) Progressivo; positiva; retardado; di mi nuindo. (II) Nula; inverte. (III) Retrógrado; negativa; acelerado; au men tando. � t3: V > 0 e < 0 (progressivo e retardado) Resposta: A � a) Falsa. Entre 60m e 80m y = 0 b) Falsa. Entre 50m e 60m os três atletas têm movimento acelerado porque o módulo da velocidade está aumen - tando. c) Verdadeira. Entre 40m e 60m o mó dulo da velocidade dos três atletas au mentou. d) Falsa. Entre 70m e 80m o atleta Z tem movimento uni - forme (velocidade es calar constante). e) Falsa. Entre 60m e 80m apenas o atleta X tem movi men - to sempre retardado (mó dulo da velocidade diminui). Resposta: C �v ––– �t 20 ––– T1 dV ––– dt t > – A ––– B C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 253 254 FÍSICA � 1) De 0 a 10s movimento pro gres sivo e retar dado 2) De 10s a 20s movimento re trógrado e ace le ra - do Resposta: B � I) De 0 a 10,0s: trajeto de A para B 1) Espaço crescente: V > 0 2) Parábola de concavidade para cima: > 0 O movimento é progressivo e acelerado. II) De 10,0s a 20,0s: trajeto de B para C 1) Espaço crescente: V > 0 2) Parábola de concavidade para baixo: < 0 O movimento é progressivo e re tardado. III) De 20,0s a 30,0s: trajeto de C para B 1) Espaço decrescente: V < 0 2) Parábola de concavidade para baixo: < 0 O movimento é retrógrado e acelerado. IV) O ponto de inversão do movimento é a posição C, que é atingido no ins tante t = 20,0s. Resposta: C Módulo 14 – Movimento uniforme � Δs = Vt (MU) 6500 = 18.T T = h T = d T = d T � 15d Resposta: A � c = = 3,0 . 105 = �t = s �t = min Resposta: B � �s = Vt (MU) 8,0 = 80t1 ⇒ t1 = 0,10h 8,0 = 100t2 ⇒ t2 = 0,08h T = t1 – t2 = 0,10h – 0,08h � V = ⇒ Δt = Δt = ⇒ Δt � 0,47h ou Resposta: C � 1) De acordo com o enunciado: Δtx = 0,25 Δty 2) MU: Δs = Vt �sx = V . �tx �sy = V . �ty = = 0,25 Resposta: B 1) Δs = Vt (MU) Δs1 = 6,0 . h = 2,0 km Δs2 = 24,0 . h = 4,0 km Δs = Δs1 + Δs2 = 6,0 km 2) Vm = = Resposta: D V = �s = V . �t = 1,25 . 70 . 60(m) = 5250m Resposta: E � x = 15 – 2,0t t = 0 ⇒ x = 15m ⇒ 2x = 15 – 2,0t –15 = 15 – 2,0t ⇒ � (1) V = = = 0,7m/s (2) �s = Vt �s = 0,7 . 18 . 60 (m) ⇒ Resposta: C V > 0 � < 0 V < 0 � < 0 3250 ––––– 9 3250 ––––– 9 . 24 3250 ––––– 216 2.56 . 106 ––––––––– �t d ––– �t 1120 ––––– 3 1120 ––––– 180 �t � 6,2 min T = 0,02h = 1,2min Δs ––– V Δs ––– Δt 286km –––––––– 603km/h Δt � 28 min �tx–––– Δty �sx–––– Δsy = �sx–––– Δsy 1 –– 4 1 –– 3 km –––– h 1 –– 6 km –––– h 6,0 km ––––––– 0,50 h Δs –––– Δt km Vm = 12,0 ––––h �s ––– �t t = 15s 0,7m ––––– 1,0s �s ––– �t �s = 756m C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 254 255FÍSICA � 1) V = = = 360 km/h 2) V = � ��gp gp = V2 p = = m Resposta: C � �s = Vsom . t (MU) d = 340 . 4,0 (m) d = 1360m Resposta: D � 1) Distância inicial entre o local do raio e o observador: d1 = Vsom . T1 2) Distância final entre o local do raio e o observador: d2 = Vsom . T2 3) Velocidade com que a tempestade se afasta do observador: V = = V = V = (m/s) Resposta: D � 1) �s = Vt (MU) D = 340 . (m) 2) D = Va . t (MU) 122,4 = Va . Resposta: B � (1) Tempo gasto pelo sr. José: �s = V t (MU) 1500 = t1 ⇒ (2) Tempo gasto pelo filho: t2 = t1 – 300s t2 = 1500s – 300s ⇒ (3) Velocidade escalar média do filho: Vm = Vm = = 1,25 Vm = 1,25 x 3,6 = 4,5 km/h Resposta: C � 1) Para ir de Djokovic até Federer e voltar a bola percorreu uma distância aproximada de 48,0m e o tempo gasto T é dado por: Δs = Vm t 48,0 = 30,0 T ⇒ T = 1,6 s 2) No tempo T = 1,6s Djokovic deve percorrer a largura da quadra: 8,0 m Δs = Vm t 8,0 = Vm . 1,6 Vm = 5,0 = 5,0 . 3,6 km/h Resposta: C � (I) Incorreta. A tabela não deter mi na a trajetória. (II) Correta. V = = (m/s) V = –2,0m/s ⇒ V < 0 (retrógrado) (III) Incorreta. s = s0 + Vt 2,0 = s0 – 2,0 (1,0) (IV) Correta. t = 8,0s ⇒ s = s0 + Vt s = 4,0 – 2,0 . 8,0 (m) s = –36,0m ⇒ –36,0 = 4,0 – 2,0t –40,0 = –2,0t ⇒ Resposta: B 1080 km –––––––– 3,0h �s ––– �t V = 100m/s 10 000 ––––––– 10 V2 ––– g p � 1,0. 103 m d = 1,36km d2 – d1––––––– �t �d ––– �t Vsom (T2 – T1)––––––––––––– �t 340 . (13 – 7) ––––––––––––– 60 V = 34m/s 0,72 –––– 2 D = 122,4m 0,17 –––– 2 Va = 1440m/s t1 = 1500s 3,6 ––– 3,6 t2 = 1200s �s ––– �t m –– s 1500m –––––– 1200s km ––– h m –– s Vm = 18,0 km/h –2,0 –––– 1,0 �s ––– �t s0 = 4,0m s = –12,0m t = 20,0s C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 255 256 FÍSICA � a) Uniforme e retrógrado Em todos os pontos, temos: V = = (m/s) (uniforme e retrógrado) b) s = s0 + Vt ↓ ↓ (SI) 40,0m –2,0m/s � a) S0 = –5,0mA VA = –2,0m/s S0 = 5,0mB VB = 3,0m/s b) SB – SA = 60,0m 5,0 + 3,0t + 5,0 + 2,0t = 60,0 10,0 + 5,0t = 60,0 ⇒ 5,0t = 50,0 � No intervalo de 0s a 1,0s o movimento das bolas não é uni - for me. A partir do instante t = 1,0s as duas esferas têm movi - mentos uniformes. A bola de vidro em cada 1,0s percorre 10cm. A bola de aço em cada 1,0s percorre 15cm. Vvidro = 10cm/s Vaço = 15cm/s Resposta: E � O pulso refletido pela parede anterior da artéria foi detec - tado no instante t1 = 15 . 10 –6s. O pulso refletido pela parede posterior da artéria foi detec - tado no instante t2 = 35 . 10 –6s. No intervalo de tem po Δt = t2 – t1 = 20 . 10 –6s o pulso percorre uma distância igual ao dobro do diâmetro da artéria. Δs = Vt (MU) 2D = 1,5 . 105 . 20 . 10–6cm 2D = 3,0cm Resposta: C Módulo 15 – Movimento uniforme � 1) Seja D a distância entre os pontos de partida no nível do mar e no topo da montanha. O tempo que cada bonde percorre essa distância é 1,5 minuto, ou seja, 90s. Daí, temos: 2) A distância percorrida por A em 40s será: ΔsA = VA . t ⇒ �sA = . 40 3) Até o encontro o bondinho B percor reu uma distância �sB dada por: ΔsB = D – D ⇒ 4) O tempo gasto por B até o encontro é dado por: ΔsB = VB . TE D = . TE ⇒ Como A gastou 40s até o encontro ele saiu 10s após a saída de B. Resposta: B � V = ⇒ �t = = (s) Resposta: D � V = ⇒ �s = V . �t 120 + ponte = 15 . 15 ponte = 225 – 120 Resposta: B � V = ⇒ 25 = 1500 = 5x + 500 1000 = 5x Resposta: D –4,0 –––– 2,0 �s ––– �t V = –2,0m/s s = 40,0 – 2,0t sA = –5,0 – 2,0t (SI) sB = 5,0 + 3,0t (SI) t = 10,0s D = 1,5cm D D VB = VA = ––– = ––– (SI) �t 20 D ––– 90 �sA = D 4 –– 9 �sB = D 5 –– 9 4 ––– 9 TE = 50s D ––– 90 5 ––– 9 300 + 500 ––––––––– 20 �s ––– V �s ––– �t �t = 40s �s ––– �t ponte = 105m 5x + 500 –––––––– 60 �s ––– �t 4x = 800mx = 200m C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_202126/10/2020 15:49 Página 256 257FÍSICA � V = 18km/h = m/s = 5,0m/s Δs = Ltrem + Ltúnel = (80 . 12 + 2200)m Δs = 3160m Δs = Vt (MU) 3160 = 5,0T Resposta: A VI = VII = 60L = 4L + 5600 56L = 5600 VI = = (m/s) = 25m/s (x3,6) Resposta: D V = ⇒ = T = (s) = 4,2s Resposta: D � O trem começa a atravessar a ponte quan do sua dianteira está no início da ponte e termina de atravessá-la quando sua traseira está no final dela. A distância total percorrida pelo trem na traves sia da ponte é a soma de seu comprimento com o da ponte. VT = = De acordo com o enunciado, temos: �tA = �tB = = 300 + 2LP = 500 + LP e �t = (s) Resposta: E � d = VP T1 ⇒ T1 = d = VS T2 ⇒ T2 = T2 – T1 = Δt – = Δt d – = Δt d = Δt d = . 120 (km) d = 15 . 60 (km) Resposta: E 18 ––– 3,6 T = 632s � 10,5 min L + 1400 ––––––––– 60 L ––– 4 L = 100m 100 ––– 4 L ––– 4 VI = 90km/h 70 ––– T 60 –––– 3,6 �s ––– �t 70 . 3,6 –––––––– 60 LT + LP–––––––– �t �s ––– �t LT + LP�t = –––––––– VT LB + LP–––––––– VB LA + LP–––––––– VA 500 + LP–––––––– 20 150 + LP–––––––– 10 150 + 200 –––––––––– 10 LP = 200m �t = 35s d –––– VP d –––– VS d –––– VP d –––– VS �d––––VP 1 –––– VS � �VP – VS––––––––VSVP� d = VSVP Δt ––––––––– VP – VS 3,0 . 5,0 –––––––– 5,0 – 3,0 d = 900 km C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 257 258 FÍSICA � 1) A distância D que um dos feixes per correu a mais que o outro é dada por: D = 2 . 4 . 10– 3 . 1,7 . 10– 15m D = 13,6 . 10– 18 m 2) D = c T 13,6 . 10–18 = 3,0 . 108 . T Resposta: B � Vrel = ⇒ 120 = �t = h = h �t = . 60 min = 40 min Horário de encontro: TE = 5h + 40 min Resposta: C � 1) Montagem das equações horárias: s = s0 + Vt sA = 14 + 30t � t em hsB = 10 + 50t s em km 2) Condição de encontro: sA = sB 14 + 30 tE = 10 + 50 tE 4,0 = 20tE ⇒ 3) Local de encontro: t = tE = h sA = sE sE = 14 + 30 . (km) Resposta: C � Após 0,50h, T1 estará a uma distância igual a 0,50 . 40 (km) = 20km S2 = 0 + 80t S1 = 20 + 40t No encontro: S2 = S1 80t = 20 + 40t 40t = 20 ⇒ t = 0,50h Substituindo o instante em S2, vem: S2 = 80t ⇒ S2 = 80 (0,50) (km) Resposta: B � a) VA = m/s = 30m/s VB = m/s = 20m/s s = s0 + Vt SA = 30t (SI) SB = 20t + 400 (SI) t = t1 ⇔ sA = sB 30t1 = 20t1 + 400 ⇒ 10t1 = 400 ⇒ b) t = t2 ⇔ sA – sB = 400m 30t2 – (400 + 20t2) = 400 10t2 – 400 = 400 ⇒ 10t2 = 800 ⇒ � 1) MU: s = s0 + Vt SA = 100t e SB = 10 + 80t 2) Condição de encontro: sA = sB 100tE = 10 + 80 tE ⇒ 20 tE = 10 ⇒ 3) Posição do encontro: t = tE = 0,5h sA = sE sE = 100 . 0,5 (km) ⇒ Resposta: D � T � 4,5 . 10– 26 s 80 ––– �t �srel––––– �t 2 ––– 3 80 ––– 120 2 ––– 3 TE = h 1 –– 5 1 –– 5 1 –– 5 sE = 20km d = 40km 108 –––– 3,6 72 ––– 3,6 t1 = 40s t2 = 80s �t hs km tE = 0,5h sE = 50km C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 258 259FÍSICA 1) MU: s = s0 + Vt sG = 5,0t (SI) sR = 30 + 3,0t (SI) 2) Encontro: sG = sR 5,0tE = 30 + 3,0tE ⇒ 2,0tE = 30 ⇒ 3) Local de encontro: t = tE = 15s sG = sE = 5,0 . 15 (m) ⇒ Como a distância do rato à toca é de 70m não haverá encontro. Resposta: B � s = s0 + Vt sJ = 1,0t (SI) sM = 1,8 . 10 3 + VM t t = TE = 3,0 . 10 2s ⇔ sJ = sM 1,0. 3,0 . 102 = 1,8 . 103 + VM . 3,0 . 10 2 3,0 = 18,0 + 3,0VM –15,0 = 3,0VM VM = –5,0m/s ⇒ Resposta: D � 1) O automóvel ultrapassará completa mente o caminhão quando a sua traseira TA encontrar a dianteira DB do caminhão 2) Montagem das equações horárias (origem em TA) s = s0 + Vt A: sA = 30,0 t (SI) B: sB = 150 + 20,0 t (SI) 3) Condição de encontro: sA = sB 30,0 tE = 150 + 20,0 tE 10,0 tE = 150 ⇒ 4) ΔsA = VA tE ⇒ ΔsA = 30,0 . 15,0 (m) Resposta: E � d1 = VR (12 – T0) = VP (21 – 12) d2 = VP (12 – T0) = VR (16 – 12) VP (12 – T0) = 4 VR (1) VP 9 = VR (12 – T0) (2) : = (12 – T0) 2 = 36 ⇒ 12 – T0 = 6 T0 = (12 – 6) h ⇒ Resposta: B Módulo 16 – Movimento uniforme � 1) Pedro tem movimento uniforme e pro gressivo: o gráfico s = f(t) é um seg mento de reta crescente. 2) Pedro passa a ter movimento unifor me e retrógrado: o gráfico s = f(t) é um segmento de reta decrescente. 3) Paulo tem movimento uniforme e progressivo: o gráfico s = f(t) é o segmento de reta crescente com início em t0 > 0 4) Os gráficos se cruzam no instante do encontro tE. Resposta: D � Como a função posição-tempo é linear, a velocidade esca - lar da pessoa é constante. Na escala, cada unidade corresponde a 40s ou a 40m. Para o 1.o ponto do gráfico: �s = 200m e �t � 300s Vm = = s = m/s Vm = . 3,6 (m/s) = 2,4km/h Resposta: C � x = x0 + Vt x0 = 60m (leitura do gráfico) V = = ⇒ Resposta: A � De acordo com o gráfico, a onda P che gou a Natal (80km) em 16s, e a onda S, em 24s. Portanto, a onda P é mais rápida e �t = 8s. Resposta: B � A largura da linha corresponde à dis tância percorrida pela cabeça de impres são em um intervalo de tempo de 0,5s. �s = Vt 0,16 = V . 0,5 ⇒ Resposta: C tE = 15s sE = 75m �VM � = 5,0m/s tE = 15,0 s ΔsA = 450 m 4 ––––––– 12 – T0 12 – T0––––––– 9 (1) ––– (2) T0 = 6 h 2 –– 3 200 –––– 300 �s ––– �t 2 –– 3 V = 30m/s m –– s 300 –––– 10 �x ––– �t x = 60 + 30t (SI) V = 0,32 m/s C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 259 260 FÍSICA A inclinação da reta mede a velocidade escalar. Quanto maior o ângulo �, maior a velo cidade escalar. Portanto, a pessoa andou, correu, parou e andou. Resposta: B a) Falso. Entre t = 1,0h e t = 1,5h a pes soa ficou em repouso (espaço cons tan te). b) Falso.O repouso durou 0,5h = 30 min. c) Falso.Na volta o movimento é retró grado; a velocidade escalar é negativa e é dada por V = = – = – 6,0km/h d) Falso.Na secção II a pessoa ficou parada. e) Verdadeiro. A pessoa caminhou 6,0km para frente, parou e caminhou 3,0km para trás. Resposta: E � Por simples leitura do gráfico, obser va mos que a velocidade escalar é constante entre os instantes t1 = 5s e t2 = 8s. Resposta: C � 1) De 0 a 10h o movimento é uniforme e a ve locidade escalar é constante e vale: V1 = = = 5,0km/h 2) De 10h a 13h o espaço é constante, o ciclista está em repouso e V2 = 0. 3) De 13h a 20h o movimento é unifor me, a velocidade escalar é constante e é dada por: V1 = = = –5,0km/h Resposta: B � a) Verdadeira. Nos dois intervalos cita dos, a distância d é constante, o que significa que o ratinho está parado. b) Falsa. Nos intervalos citados, o rati nho está em repouso. c) Falsa. d) Falsa. t1 = 0 ⇒ d1 = 0 t2 = 40s ⇒ d2 = 40cm Vm = = = e) Falsa. Resposta: A � Como a função espaço-tempo é do 1.o grau, o movimento é uniforme, a velo cidade escalar é constante e a aceleração escalar é nula. A velocidade escalar é dada por: V = = V = = 1,5 ⇒ A distância total percorrida de 0 a 2,4s foi de 3,6cm. Resposta: B � sA = sB s0A + VA . t = s0B + VB . t 0 + . t = 50 + . t 4t = 50 + 2t 2t = 50 Resposta: D � a) Para o encontro: sA = sB = 6,0m b) sA = sB ⇔ t = tE = 4,0s c) 1) V = VB = = 1,5m/s VA = = 3,0m/s 2) MU: s = s0 + Vt sA = –6,0 + 3,0t (SI) sB = 1,5t (SI) Respostas: a) 6,0m b) 4,0s c) sA = –6,0 + 3,0t (SI) sB = 1,5 t (SI) � 1) De t = 0 a t = 10 min V1 = = = 50m/min d = d0 + V1 t (MU) 2) De t = 15 min a t = 25 min V2 = = = 100 d = d1 + V2 (t – 15) ⇒ d = 500 + 100 (t – 15) d = 500 + 100t – 1500 Resposta: C �s V N = tg � = ––– �t Δd ––– Δt 3,0 km ––––––– 0,50h km ––– h 60 – 10 ––––––– 10 – 0 �s ––– �t km ––– h 25 – 60 –––––– 20 – 13 �s ––– �t 1,0cm ––––– s 40cm ––––– 40s �d ––– �t cm –––– s 2,5 – (–1,1) –––––––––– 2,4 Δx –––– Δt cm ––– s cm ––– s 3.6 ––– 2,4 V = 1,5 . 10–2m/s 60 – 50 –––––––– 5 – 0 20 ––– 5 t = 25,0s �s ––– �t 6,0m ––––– 4,0s 12,0m –––––– 4,0s m ––– min 500 –––– 10 �d ––– �t t …… min d …… m d = 50t m ––– min 1000m ––––––– 10 min �d ––– �t t …… min d …… m d = 100t – 1000 C1_1a_VERMELHO_Fis_Alelex_2021 26/10/2020 15:49 Página 260