Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
– 1 FÍSICA LIVRO 1 – CINEMÁTICA Capítulo 1 – Fundamentos da Cinemática Escalar 6) No estudo da Cinemática, não aparece o conceito de massa. Resposta: E 7) I) Verdadeira. II) Falsa. O conceito de ponto material compara o tamanho do corpo com as distâncias envolvidas no movimento estu - dado; não tem nada que ver com a massa do corpo. III) Falsa. A distância percorrida pelo trem para atravessar o túnel é a soma dos comprimentos do trem e do túnel (5L), e, portanto, é relevante o tamanho do trem. IV)Verdadeira. O comprimento do trem é desprezível em comparação com a distância percorrida (400km). V) Verdadeira. Não existe rotação de ponto material. 8) Para um referencial fixo no solo terrestre, o poste está em repouso e a garota está a 100km/h. Para um referencial fixo no carro, o poste está em movimento a 100km/h e a garota está em repouso. Os conceitos de repouso e movimento são relativos e dependem do refe rencial adotado. 9) a) repouso – movimento b) repouso – movimento c) movimento 10) 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 terrrestre (Abelardo), o passageiro está em movimento. 11) I) Correta. A e C estão-se aproximan do. II) Correta. C e B estão-se aproximan do. III) Falsa. Como A e B têm velocidades iguais e no mesmo sentido, a dis tân cia entre elas permanece constante, e A está parada em relação a B. Resposta: B 12) I) Verdadeira. Se A estiver parada em relação a B, é porque A e B têm a mesma velocidade em relação ao solo terrestre, e, portanto, B também está parada em relação a A. II) Verdadeira. Se B está em movimento em relação a C, então VB ≠ VC e C estará em movimento em relação a B. III) Verdadeira. Para o conceito de repouso, vale a propriedade transitiva. VA = VB ⇒ VA = VCVC = VB IV) Falsa. Para o conceito de movimento, não vale a proprie - dade transitiva. Exemplo: A está em movimento em relação a B. B está em movimento em relação a C. A está em repouso em relação a C. Resposta: B 13) (I) Verdadeira. (II) Falsa. Para haver movimento, basta que pelo menos uma coor de nada cartesiana esteja variando. (III) Verdadeira. (IV) Verdadeira. 14) Para um referencial no solo terrestre, o carro e dona Gertrudes estão em movimento com velocidade de 100km/h e o poste está em repouso. Para um referencial no carro, dona Gertrudes está em repouso e o poste está em movimento a 100km/h. Repouso e movimento são conceitos relativos que dependem do referencial adotado. Resposta: D 22) I. Falsa. Trajetória é sinônimo de caminho, e não podemos definir um conceito usando um sinônimo. II. Verdadeira. III. Falsa. A trajetória depende do referencial. IV. Verdadeira. O ponto material em repouso ocupa uma única posição no espaço. 23) Para um referencial fixo no carro ou fixo no helicóptero, a bolinha tem como trajetória um segmento de reta vertical. Para um referencial fixo na superfície terrestre, a trajetória da bolinha é parabólica. Resposta: C 24) I) Verdadeira. É a própria definição 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 algébrica (pode ser negativo). Resposta: A 25) I. Verdadeira. Toda função do 2.o grau tem como grá fi co uma pará bola. II. Falsa. A função s = f(t) não indica a trajetória da partícula, que está indeterminada. III. Verdadeira. Para t = 3,0 s ⇒ s = 2,0 (3,0)2 – 18,0 = 0 IV. Falsa. Para t = 0, temos s = s0 = – 18,0 m 26) Quando a luneta é abandonada, ela tem uma velo cidade hori - zontal V0 igual à do navio, que é man tida por inércia. Para um referencial no navio, a luneta cai ver ticalmente e man - tém uma distância L cons tante do mastro vertical. Resposta: E CINEMÁTICA = GEOMETRIA + TEMPO 2 – 27) a) b) A trajetória não está determinada; a equação horária não tem nada que 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) 28) (01) Verdadeira. O gráfico é parabólico porque a função s = f(t) é do 2.o grau. (02) Falsa. A equação horária dos espaços não tem nada que ver com a trajetória descrita. (04) Falsa. Para t = 0 ⇒ s = s0 = –16,0m (08) Verdadeira. Para t = 4,0s, temos s = 0 (16) Verdadeira. O comprimento da circunferência C é dado por: C = 2πR = 2 . 3 . 8,0(m) = 48,0m Isto significa que a bicicleta passará pela origem quando o espaço for igual a zero ou 48,0m ou 96,0m ou, gene - rica mente, n . 48,0m, com n inteiro positivo. Para t1 = 8,0s, temos: s1 = 1,0 . 64,0 – 16,0 (m) ⇒ s1 = 48,0m, e a bicicleta estará passando pela origem dos espaços. Resposta: 25 29) a) s = k t2 ⇒ = k T2 ⇒ b) t = T ……s1 = t = 2T …. s2 = 4s1 = C (posição A) c) t = T …… s1 = t = 3T …. s3 = = 2C + (posição B) d) t = T …… s1 = t = 4T …. s4 = 16 . = 4C (posição A) 30) Para o encontro: sA = sB ⇒ t = t1 = 10s e t = t2 = 20s �t = t2 – t1 = 10s Resposta: B 31) Se a resistência do ar fosse desprezível, a velocidade horizon - tal da bomba seria constante, e ela estaria sempre na mesma vertical do avião (opção b). Porém, como há resistência do ar, a velocidade horizontal da bomba é menor que a do avião, e ela vai ficando para trás em relação ao avião (opção c). Resposta: C 32) 1) Em relação ao trem, a bolinha terá apenas a queda livre vertical, pois sua velocidade horizontal é igual à do trem. 2) Em relação à estação, a bolinha terá dois movimentos simultâneos: – queda vertical pela ação da gravidade; – movimento horizontal com a mesma velocidade do trem. A superposição destes dois movimentos origina uma trajetória parabólica. Resposta: C 33) Leitura do gráfico: x = 1500km … tS = 3,0 min x = 1500km … tP = 5,0 min �t = tP – tS = 2,0 min Resposta: B 34) 1) Para tA = 2,0h ⇔ sA = 60km (posição de Azambuja) 2) Dado: sG – sA = 120km sG = sA + 120km = 60km + 120km = 180km 3) Leitura do gráfico: sG = 120km ⇔ tG = 5,0h �t = tG – tA = 5,0h – 2,0h Resposta: C 40) x = 26,0 + 4,0t2 (SI) t1 = 0 ⇒ x1 = 26,0m t2 = 2,0s ⇒ x2 = 26,0 + 4,0 . (2,0)2 (m) = 42,0m Vm = = (m/s) = 8,0m/s Resposta: B 41) a) Na etapa de natação: Vm1 = ⇒ 4,0 = ⇒ b) (1) Na etapa de corrida: Vm2 = ⇒ 12,0 = ⇒ (2) Na prova toda: �t = �t1 + �t2 = 2,0h Vm = = ⇒ Respostas: a) 1,5h b) 6,0km/h 42) 1) No trecho AB (250km), o tempo gasto �t1 é dado por: V1 = ⇒ �t1 = = (h) = 2,5h 2) No trecho BC (150km), o tempo gasto �t2 é dado por: V2 = ⇒ �t2 = = (h) = 2,0h 3) O tempo total do trajeto é dado por: �t = �t1 + �t2 + �t3 C ––– 4 C k = ––––– 4T2 C ––– 4 C ––– 4 9C ––– 4 C ––– 4 C ––– 4 C ––– 4 �t = 3,0h �x –––– �t 42,0 – 26,0 ––––––––––– 2,0 – 0 �s1 –––– �t1 6,0 –––– �t1 �t1 = 1,5h �t2 = 0,5h Vm = 6,0km/h �s2 –––– �t2 6,0 –––– �t2 �s –––– �t 12,0km ––––––––– 2,0h 250 –––– 100 AB ––– V1 AB ––– �t1 150 –––– 75 BC ––– V2 BC ––– �t2 – 3 �t = 2,5h + 2,0h + 0,5h �t = 5,0h 4) A velocidade escalar média na viagem toda é dada por: Vm = = = Resposta: C 43) A velocidade escalar média é dada por: Vm = = = 0,5 No trajeto total de 15km o tempo gasto, em movimento, será de: Vm = ⇒ 0,5 = ⇒ Entre a partida da Estação Bosque e a chegada ao Terminal, o metrô para, durante 1 min, em 5 estações, e, portanto, o tempo total em que fica parado é �tp = 5min. O tempo total incluindo as paradas será de: �ttotal = �tm + �tp = 30min + 5min ⇒ Resposta: D 44) Nos 15min em que sua velocidade escalar média foi reduzida para 60km/h, o motorista percorreu uma distância d1 dada por: V = � 60 = ⇒ Se a velocidade escalar média fosse mantida em 90km/h, os 15km seriam percor ridos em um intervalo de tempo T dado por: V = � 90 = � O tempo de viagem aumentará de um valor �t dado por: �t = 15min – 10min ⇒ Resposta: A 45) 1) Cálculo de d1:Vm = 80 = ⇒ 2) Cálculo de �t2: Vm = 40 = ⇒ �t2 = h ⇒ 3) O tempo total gasto é dado por: �t = �t1 + �t2 + �tP �t = 3,5 + 4,5 + 2,0 (h) ⇒ 4) A velocidade escalar média no percurso total é dada por: Vm = = � � Resposta: B 46) a) Vm= = (SI) A maior velocidade escalar média corresponde a �t mínimo. Vm(máx) = (m/s) = 25m/s A menor velocidade escalar média corresponde a �t máximo. Vm(mín) = (m/s) = 5m/s b) Com a velocidade escalar média de 60km/h, o tem po gasto para per cor rer os 100m seria dado por: Vm = ⇒ = ⇒ �t = (s) = 6s Somente os carros que fizerem o percurso em tem po me nor que 6s terão velocidade escalar mé dia maior que 60km/h. No caso, serão os veículos 2.o e 7.o . Respostas: a) 25m/s e 5m/s b) 2.o e 7.o 47) 1) Cálculo do tempo gasto em cada trecho: Vm = ⇒ �t = �t1 = e �t2 = = 2) O tempo total entre A e C é dado por: �t = �t1 + �t2 = 3) A velocidade escalar média entre A e C é dada por: VAC = = 3d . ⇒ Resposta: C 48) Trecho AB: V = ⇒ �t1 = Trecho BC: 2V = ⇒ �t2 = �t = �t1 + �t2 = + = = Vm = = d . ⇒ Resposta: A �s –––– �t Vm = 80km/h 400km ––––––––– 5,0h �s ––– �t 2km ––––– 4min km –––– min �stotal ––––––– �tm 15 ––––– �tm �tm = 30min �ttotal = 35min �s –––– �t d –––– 1 –– 4 d = 15km 1 T = ––– h = 10min 6 �t = 5min �s –––– �t 15 –––– T �s –––– �t d1–––– 3,5 d1 = 280km �s –––– �t 180 –––– �t2 180 –––– 40 �t2 = 4,5h �t = 10,0h �s –––– �t 280 + 180 ––––––––––– 10,0 km –––– h Vm = 46km/h �s ––– �t 100 –––– �t 100 –––– 4 60 ––––– 3,6 100 –––– �t 360 –––– 60 100 –––– 20 �s ––– �t �s ––– �t �s ––– Vm d ––– V AC –––– �t 3 VAC = ––V2 2d ––– 2V d ––– V 2d ––– V V ––– 2d d –––– 9V d/9 –––– �t1 8d –––– 18V 8d/9 ––––– �t2 10d –––– 18V 2d + 8d ––––––– 18V 8d –––– 18V d –––– 9V 9 Vm = –– V5 18V –––– 10d �s –––– �t 4 – 49) 1) Antônio AM: �t1 = MB: �t2 = AB: �t = �t1 + �t2 = + = Vm = = 2d . Vm = (km/h) 2) Bernardo Vm = = Vm = = 5km/h Portanto: Vm(Antônio) < Vm(Bernardo) = Vm(Carlos) Resposta: D 50) A distância percorrida entre dois pontos da linha do Equador, dia metral mente opostos, corres ponde à metade da cir - cunferência ter restre: �s = = 3 . 6400km � 19 200km Sendo Vm = , vem: �t = = (h) ⇒ Resposta: C 51) I. (V) Para Vm = 96km/h, o desempenho D é de 6,0km/�: 6,0km –––––––––– 1� 24,0km –––––––––– V II. (V) Para o desempenho máximo D = 8,0km/�, temos: 8,0km –––––––––– 1� 24,0km –––––––––– V III. (V) Para o desempenho máximo D = 8,0km/�, a velocidade escalar média vale 240km/h: Vm = ⇒ 240 = ⇒ �t = 0,1h = 6,0min IV. (F) Para Vm = 300km/h, temos D = 2,0km/�: 2,0km –––––––––– 1� 240km –––––––––– V Resposta: C 52) 1) 0,80g –––––––– 1cm3 m –––––––– 1� = 1000cm3 m = 800g (para cada litro de gasolina) Para encher o tanque: M = 70 . 800g = 56 000g 2) 1 galão = 4� –––– US$ 2,20 P1 = US$ 0,55 1� –––– P1 Para encher o tanque: P2 = 70P1 = 70 . US$ 0,55 = US$ 38,50 Em reais: P = 38,50 . R$ 2,50 Resposta: B 53) 1) Distância percorrida: Vm = ⇒ 70 = ⇒ D = 560km 2) 560km –––––––––––– 70� d km –––––––––––– 1� Resposta: C 54) 1) D = – + V – (D em km/� e V em km/h) y = ax2 + bx + c a = – ; b = ; c = – x = – V = – (km/h) ⇒ 2) V = 60 = Resposta: C 55) Vm = AB: 40 = ⇒ AB = 40 T1 BC: 80 = ⇒ BC = 80 T2 AC: 60 = ⇒ AB + BC = 60 (T1 + T2) 40 T1 + 80 T2 = 60 (T1 + T2) 40 T1 + 80 T2 = 60 T1 + 60 T2 20 T2 = 20 T1 ⇒ d ––– V2 d ––– V1 d (V2 + V1)––––––––––– V1V2 d ––– V2 d ––– V1 V1V2 ––––––––––– d (V2 + V1) 2d ––– �t 2V1 V2 Vm = –––––––––– V2 + V1 2 . 4 . 6 ––––––––– 10 Vm = 4,8km/h V1T + V2T ––––––––––– 2T �s1 + �s2 –––––––––– �t1 + �t2 V1 + V2––––––––– 2 �t(Antônio) > �t(Bernardo) = �t(Carlos) 2πR ––––– 2 �s –––– �t �t = 24h 19 200 ––––––– 800 �s –––– Vm V = 4,0� V = 3,0� 24,0 –––– �t �s –––– �t V = 120� M = 56kg P = R$ 96,25 D –––– 8,0 �s ––– �t 560 d = ––––– = 8,0 70 5 –– 4 3 –– 8 V2 ––– 320 5 –– 4 3 –– 8 1 ––– 320 b ––– 2a V = 60km/h 3/8 ––––––––– 1�– –––––�160 �s ––– �t 120 ––– �t �t = 2,0h �s ––– �t AB –––– T1 BC –––– T2 AB + BC ––––––––– T1 + T2 T2 = T1 – 5 I. (V) T2 = T1 II. (V) BC = 80 T2 AB = 40 T1 Como T2 = T1 ⇔ BC = 2AB III. (F) A velocidade escalar média máxima é 80km/h e, po r - tanto, ocorreram velocidades superiores a 80km/h. Resposta: C 63) Nenhuma partícula pode atingir a velocidade da luz no vácuo, que vale 3 . 108m/s. Resposta: A 64) v = 5,0 – 2,0t (SI) Para t1 = 4,0s, temos: v1 = 5,0 – 2,0 . 4,0 (m/s) ⇒ v1 = 5,0 – 8,0 (m/s) Portanto: �v1� = 3,0m/s. O sinal (–) indica que a velocidade no instante t1 = 4,0s tem sentido oposto ao da velocidade inicial (v0 = 5,0m/s). Resposta: D 65) A velocidade escalar se anula no ponto de inversão do movi men - to, que corresponde ao vértice da parábola (instante t = 3s). Resposta: C 66) Para haver inversão no sentido do movimento, a velocidade escalar deve trocar de sinal, o que ocorre a partir dos instantes t3 e t5. Resposta: C 67) a) s = 2,0t2 – 18,0 (SI) 2,0t21 – 18,0 = 0 ⇒ b) V = = 4,0t (SI) t1 = 3,0s ⇒ Respostas: a) 3,0s b) 12,0m/s 68) V = = 2,0t (SI) t1 = 6,0s ⇒ V1 = 2,0 . 6,0m/s ⇒ Resposta: A 69) Enquanto a velocidade escalar se mantiver positiva, o móvel estará afas tando-se do ponto P. A distância máxima acontece no instante t = 3,0s (ponto de inversão). Resposta: C 70) V8 = N tg � = (m/s) ⇒ Resposta: B 71) a) Para s = 50m, temos: 50 = 0,5 T2 T2 = 100 ⇒ b) Vm = = ⇒ c) V = = 1,0t (SI) Para t = 10s ⇒ d) Respostas: a) 10s b) 5,0m/s c) 10m/s d) gráfico 72) a) V = = 20,0 – 10,0t (SI) b) t = 0 ⇒ c) t = t1 ⇔ V = 0 ⇔ 0 = 20,0 – 10,0t1 ⇒ d) t = t1 = 2,0s h = hmáx = 20,0 . 2,0 – 5,0 . (2,0) 2 (m) ⇒ e) t = t2 ⇒ 0 = 20,0t2 – 5,0t 2 2 ⇒ h = 0 f) t = t2 = 4,0s V = V2 ⇒ V2 = 20,0 – 10,0 . 4,0 (m/s) ⇒ Respostas: a) V = 20,0 – 10,0t (SI) b) 20,0m/s c) 2,0s d) 20,0m e) 4,0s f) – 20,0m/s 73) VS = 340m/s = 340 . 3,6km/h = 1224km/h VA = 9,6 VS = 9,6 . 1224km/h � 11 750km/h Resposta: D 81) Resposta: C 82) V = 100km/h = (m/s) m = = . (m/s 2) Resposta: B 83) Do gráfico dado: t1 = 1,0s ⇒ V1 = 5,0m/s t2 = 3,0s ⇒ V2 = –15,0m/s m = = (m/s 2) ⇒ Resposta: B 84) a) Indeterminada, pois a relação s = f(t) não tem nada que ver com a trajetória da bicicleta. b) V = = 1,0t (SI) = = 1,0m/s2 V1 = 5,0m/st1 = 5,0s � 1 = 1,0m/s2 Respostas: a) Indeterminada b) 5,0m/s e 1,0m/s2 85) 1) V = 6,0t2 – 24,0 (SI) V = 0 ⇒ 6,0t21 – 24,0 = 0 t21 = 4,0 ⇒ 2) = 12,0t (SI) t1 = 2,0s ⇒ Resposta: E v1 = – 3,0m/s t1 = 3,0s ds –––– dt V1 = 12,0m/s ds –––– dt V1 = 12,0m/s V8 = 20,0m/s 40,0 ––––– 2,0 T = 10s Vm = 5,0m/s 50m –––– 10s �s ––– �t ds ––– dt V = 10m/s = 36km/h dh –––– dt V = V0 = 20,0m/s t1 = 2,0s hmáx = 20,0m t2 = 4,0s V2 = – 20,0m/s 100 –––– 3,6 1 –––– 10 100 –––– 3,6 �V –––– �t m � 2,8m/s 2 m = –10,0m/s 2–15,0 – 5,0––––––––––––– 3,0 – 1,0 �V –––– �t ds –––– dt dV –––– dt t1 = 2,0s 1 = 24,0m/s 2 6 – 86) a) m = = (m/s 2) = – 5,0m/s2 b) = = –10,0 + 5,0t (SI) t1 = 0 ⇒ 1 = –10,0m/s2 t2 = 2,0s ⇒ 2 = 0 t3 = 4,0s ⇒ 3 = 10,0m/s2 c) < 0 quando a velocidade escalar é decrescente: d) > 0 quando a velocidade escalar é crescente: e) m = porque a função = f(t) é do 1. o grau. Respostas: a) – 5,0m/s2 b) –10,0m/s2; 0; 10,0m/s2 c) 0 ≤ t < 2,0s d) t > 2,0s e) justificativa 87) a) 1) V = = 3,0t2 – 12,0 (SI) V = 0 ⇒ 3,0t1 2 – 12,0 = 0 3,0t1 2 = 12,0 ⇒ t1 2 = 4,0 ⇒ 2) t = t1 = 2,0s ⇒ 0 = 1,0 . (2,0)3 – 12,0 . 2,0 + A s = 0 A = 24,0 – 8,0 ⇒ b) = = 6,0t (SI) t = t1 = 2,0s ⇒ 1 = 6,0 . 2,0 (m/s2) ⇒ Respostas: a) A = 16,0 b) 12,0m/s2 88) a) De 0 a 10,0s, a aceleração escalar é constante porque a função V = f(t) é do primeiro grau. 1 = = (m/s 2) ⇒ b) De 10,0s a 20,0s, a aceleração escalar é constante porque a função V = f(t) é do primeiro grau. 2 = = (m/s 2) ⇒ c) A aceleração escalar média é dada por: m = = (m/s 2) ⇒ Respostas: a) 2,0m/s2 b) –1,0m/s2 c) 0,5m/s2 89) V = 0 – 320t2 + 320t = 0 320t2 = 320t Resposta: A 90) V = Vmáx ⇒ = = 0 = – 640t + 320 = 0 ⇒– 640t1 + 320 = 0 ⇒ t1 = 0,5min Vmáx = – 320 (0,5) 2 + 320 (0,5) (km/h) Vmáx = 80 km/h Resposta: E 91) a) = 3.a marcha: V1 = 10,0m/s → V2 = 20,0m/s 1 = = (m/s 2) = 1,25m/s2 4.a marcha: V2 = 20,0m/s → V3 = 30,0m/s 2 = = (m/s 2) = 1,0m/s2 b) 3.a marcha: Vm = = = 15,0m/s MA= = (m/s) = 15,0m/s Como MA = Vm, a aceleração escalar pode ser constante. c) MUV: Vm = = = ⇒ Respostas: a) 1 = 1,25m/s 2 e 2 = 1,0m/s 2 b) Sim, pois Vm = c) 250m 92) � m � = ⇒ Resposta: C 93) m = ⇒ Resposta: A 100) I. Falsa: o movimento será acelerado (módulo da veloci - dade aumenta) quando a velocidade escalar V e a acele - ração escalar tiverem o mesmo sinal (ambas positivas ou ambas negativas). II. Correta: se a velocidade escalar e a aceleração escalar forem ambas negativas, o movimento será acelerado. III. Correta: o movimento será retardado (módulo da velo - cidade diminui) quando a velocidade escalar V e a acele - ração escalar tiverem sinais contrários (V > 0 e < 0 ou V < 0 e > 0). Resposta: E 101) 0 ≤ t < 2,0s t > 2,0s 1 + 2––––––– 2 ds ––– dt t1 = 2,0s A = 16,0 dV ––– dt 1 = 12,0m/s 2 1 = 2,0m/s 2 20,0 ––––– 10,0 �V ––– �t 2 = –1,0m/s 2 –10,0 ––––– 10,0 �V ––– �t m = 0,5m/s 2 10,0 ––––– 20,0 �V ––– �t t = 1,0min dV –––– dt �V –––– �t 10,0 –––– 8,0 �V –––– �t 10,0 –––– 10,0 �V –––– �t 120m ––––– 8,0s �s –––– �t 10,0 + 20,0 ––––––––––– 2 V1 + V2––––––––– 2 V2 + V3––––––––– 2 �s –––– �t �s = 250m 20,0 + 30,0 ––––––––––– 2 �s –––– 10,0 V1 + V2––––––––– 2 �V m = –––––�t � m � = 3,0 . 10 2m/s2 30m/s ––––––– 0,10s �V m = –––––�t m= 10,0m/s 220,0m/s –––––––– 2,0s dV –––– dt 10,0 – 20,0 ––––––––– 2,0 �V –––– �t Intervalo de tempo Movimento Progressivo ou Retrógrado Movimento Acelerado ou Retardado ou Uniforme Sinal da Velocidade Escalar Sinal da Aceleração 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 – 7 102) V = = 30,0 – 10,0t (SI) � = –10,0m/s2 V1 = –10,0m/sPara t1 = 4,0s, temos � retrógrado e acelerado = –10,0m/s2 Resposta: C 103) V = = 40,0 – 10,0t (SI) = –10,0m/s2 a) t1 = 2,0s � progressivo e retardado b) t2 = 4,0s ⇒ V2 = 0 O projétil atingiu o ponto mais alto de sua trajetória. c) t3 = 6,0s � retrógrado e acelerado 104) 105) a) Como o gráfico s = f(t) é parabólico, a função s = f(t) é do 2.o grau e, por isso, o movimento é uniformemente variado em todo o intervalo de t = 0 a t = t4. A aceleração escalar será constante. b) No instante t = t2 (vértice da parábola), temos o ponto de inversão no sen tido do movimento. A velocidade escalar é nula e a aceleração escalar é positiva porque a parábola tem concavidade voltada para cima. c) A velocidade escalar será positiva ou negativa conforme o espaço seja crescente ou decrescente. A aceleração escalar será positiva ou negativa conforme a parábola tenha concavidade voltada para cima ou para baixo. No instante t1, temos: V1 < 0 porque o espaço é descrescente; > 0 porque a parábola tem concavidade para cima. O movimento é retrógrado e retardado. d) No instante t3, temos: V3 > 0 porque o espaço é crescente; > 0 O movimento é progressivo e acelerado. 106) 1) A velocidade escalar é positiva quando o gráfico V = f(t) estiver acima do eixo dos tempos. 2) A velocidade escalar é negativa quando o gráfico V = f (t) estiver abaixo do eixo dos tempos. 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 107) 108) V = A + B t a) Para o movimento ser retrógrado, devemos ter: V < 0 ⇒ A + B t < 0 B t < – A ⇒ O sentido da desigualdade se inverteu porque B < 0 b) = = B (negativo) Para ser retardado, V e devem ter sinais opostos. Como < 0, devemos ter V > 0 e, para tanto, t < Respostas: a) t > b) t < 109) a) h = 15,0m ⇒ 15,0 = 20,0t – 5,0t2 5,0t2 – 20,0t + 15,0 = 0 t2 – 4,0t + 3,0 = 0 O produto das raízes vale 3,0 e a soma vale 4,0. b) V = 20,0 – 10,0t (SI) = –10,0m/s2 (constante) Respostas: a) t1 = 1,0s e t2 = 3,0s b) t1: progressivo e retardado; t2: retrógrado e acelerado 110) Procuremos o instante em que a ve locidade é nula: V = 0 1,0 t2 – 4,0t + 4,0 = 0 t = (s) t = 2,0s (solução única) O gráfico v = f(t) será: a) Falsa: não há inversão de movi men to porque a velocidade escalar não trocou de sinal. V1 = 20,0m/s 1 = –10,0m/s 2 V3 = –20,0m/s 3 = –10,0m/s 2 Intervalo de tempo Sinal de V Sinal de Progressivo ou retrógrado Acelerado ou retardado 0 < t < t1 V < 0 > 0 retrógrado retardado t1 < t < t2 V > 0 > 0 progressivo acelerado t2 < t < t3 V > 0 < 0 progressivo retardado t3 < t < t4 V < 0 < 0 retrógrado acelerado V > 0� < 0 V < 0� < 0 V < 0� > 0 Intervalo de tempo Sinal de V Sinal de Progressivo ou retrógrado Acelerado ou retardado ou uniforme 0 < t < t1 V > 0 > 0 progressivo acelerado t1 < t < t2 V > 0 = 0 progressivo uniforme t2 < t < t3 V > 0 < 0 progressivo retardado t3 < t < t4 V < 0 < 0 retrógrado acelerado t4 < t < t5 V < 0 = 0 retrógrado uniforme t5 < t < t6 V < 0 > 0 retrógrado retardado A t > – –––– B dV ––– dt A – ––– B A – ––– B A – ––– B t1 = 1,0s (projétil subindo) t2 = 3,0s (projétil descendo) progressivo e retardado V1 = 10,0m/s � 1 = –10,0m/s2t1 = 1,0s retrógrado e acelerado V2 = –10,0m/s � 2 = –10,0m/s2t2 = 3,0s 4,0 ± ������������ 16,0 – 4 . 4,0 –––––––––––––––––––– 2 dh ––– dt dh ––– dt 8 – b) Correta: = = 2,0t – 4,0 (SI) Para t = 2,0s, = 0 c) Falsa: para t ≠ 2,0s, o movimento é progressivo (V > 0). d) Falsa: até o instante t = 2,0s, o mo vimento é retar dado e, daí em diante, é acelerado. e) Falsa: para t < 2,0s, a aceleração escalar é negativa; para t > 2,0s, a aceleração escalar é positiva e para t = 2,0s, a aceleração escalar é nula. Resposta: B 111) No trecho: I: �V� diminui – movimento retardado II: �V� aumenta – movimento acelerado III: �V� diminui – movimento retardado IV: �V� aumenta – movimento acelerado V: �V� diminui – movimento retardado Resposta: D 112) Inicialmente, para o mesmo intervalo de tempo, as distâncias percorridas estão aumentando, o que significa que o módulo da velocidade aumenta e o movimento é acelerado. A partir do 3.o pingo, a distância percorrida diminuiu, o que significa que o módulo da velocidade diminuiu e o movimento tornou-se retardado. Resposta: B dV ––– dt – 9 FÍSICA LIVRO 1 – CINEMÁTICA Capítulo 2 – Movimento Uniforme 9) a) V = = (m/s) = b) s = s0 + Vt 2,0 = s0 + 3,0 . 1,0 ⇒ c) s = –1,0 + 3,0t (SI) x = –1,0 + 3,0 . 2,0 ⇒ d) s = –1,0 + 3,0t (SI) 17,0 = –1,0 + 3,0y ⇒ Respostas: a) 3,0m/s b) –1,0m c) x = 5,0 d) y = 6,0 10) 1) Da tabela: t = 0 ⇒ s = s0 = 2,0m 2) V = = (m/s) V = 3,0m/s 3) s = s0 + V t Resposta: A 11) a) MU: s = s0 + Vt sA = 2,0 + 2,0 t (SI) sB = –1,0 – 1,0t (SI) sA = 22,0m b) t1 = 10,0s � sB = –11,0m Respostas: a) sA = 2,0 + 2,0t (SI) sB = –1,0 – 1,0t (SI) b) 33,0m 12) a) V = = = (m/s) V = 20,0m/s = 20,0 . 3,6km/h ⇒ b) s = s0 + V t t1 = 10,0s s1 = 250m 250 = s0 + 20,0 . 10,0 ⇒ Respostas: a) 72,0km/h b) 50,0m 13) 1) V = = = 0,7m/s 2) �s = V t �s = 0,7 . 18 . 60 (m) ⇒ Resposta: C 14) a) V = VM = ⇒ VN = ⇒ b) s = s0 + Vt sM = –12,0 + 30,0t (CGS) sN = –12,0 + 20,0t (CGS) Respostas: a) VM = 30,0cm/s; VN = 20,0cm/s b) SM = –12,0 + 30,0t (CGS); SN = –12,0 + 20,0t (CGS) 15) a) �s = V t (MU) 1 ano-luz = 3,0 . 108 . 3,2 . 107 (m) b) �s = V t 1,5 . 1011 = 3,0 . 108 . T T = 0,5 . 103s = 500s T = (min) T� 8,3 min Respostas: a) 1 ano-luz = 9,6 . 1015m b) Aproximadamente 8,3 minutos-luz 16) 1) 1� ......................... 1,6km 60� ......................... D 2) V = 120 = T = h ⇒ Resposta: B 17) 1) Distânciapercorrida pelo ônibus: �s = V t (MU) d = 75 . (km) = 50km 2) Intervalo de tempo T em que o carro ficou parado: �s = V t (MU) 50 = 100 � – T� ⇒ = – T T = � – � h ⇒ T = h Resposta: C 4 – 3�––––––� 6 1 ––– 2 2 ––– 3 2 ––– 3 1 ––– 2 2 ––– 3 1 ano-luz = 9,6 . 1015m 500 ––––– 60 D = 96km �s –––– �t 96 –––– T T = 0,8h 96 –––– 120 2 ––– 3 11,0 – 2,0 –––––––––– 4,0 – 1,0 �s ––– �t s0 = –1,0m x = 5,0 y = 6,0 5,0 – 2,0 –––––––––– 1,0 – 0 �s –––– �t s = 2,0 + 3,0t (SI) 450 – 250 –––––––––– 20,0 – 10,0 s2 – s1––––––– t2 – t1 �s ––– �t V = 72,0km/h s0 = 50,0m 0,7m –––––– 1,0s �s ––– �t �s = 756m �s ––– �t VM = 30,0cm/s 3,0cm –––––– 0,10s VN = 20,0cm/s 2,0cm ––––––– 0,10s 3,0m/s 1 T = ––– h = 10min 6 10 – 18) 1) O tempo gasto pelo som do impacto do projétil contra a árvore para chegar ao detector de som é dado por: VS = ⇒ 340 = ⇒ 2) O tempo T2 gasto pelo projétil para chegar à árvore é dado por: T = T1 + T2 1,35 = 0,50 + T2 ⇒ 3) A velocidade do projétil tem módulo VP dado por: VP = ⇒ VP = ⇒ Resposta: B 19) �s = V t (MU) V = 330m/s = km/s d = . �t � Resposta: B 20) �s = V t AR�� = 3,0 . 108 . 4,0 . 10–2(m) = 12,0 . 106m BR�� = 3,0 . 108 . 6,0 . 10–2(m) = 18,0 . 106m AR�� + BR�� = x + 30,0 . 106 = x x = 24,0 . 106m x = 2,4 . 107m Resposta: C 21) O consumo de litros de O2 é medido pela área sob o gráfico dado. A área hachurada mede o consumo a mais de O2 pelo fato de o jovem ter corrido e aumentado sua velo cida de inicial. A = (11 + 9) (litros) = 10 litros E = 20 . 10� ⇒ Resposta: C 22) No intervalo entre t1 = 3 min e t2 = 12 min, a quantidade de oxi gê nio consumida, medida pela área sob o gráfico, é de 18 litros. 1� ––––––––––––– 100m 18� ––––––––––––– �s A velocidade escalar constante V é dada por: V = = = 200 = m/s = m/s V = . 3,6km/h ⇒ Resposta: E 23) 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 30) a) Falsa. A trajetória não está determinada. b) Falsa. A velocidade escalar é constante. c) Falsa. s0 = – 10,0m d) Verdadeira. V = = (m/s) = 5,0m/s s = s0 + V t 0 = – 10,0 + 5,0T ⇒ e) Falsa. O movimento é uniforme e progres sivo. Resposta: D 31) a) A distância a ser percorrida é o comprimento do trem. V = ⇒ �t1 = = (s) = 10s b) �t2 = = (s) = 15s Respostas: a) 10s b) 15s 32) a) s = s0 + V t sA = 4,0t (SI) sB = 500 – 6,0t (SI) b) t = tE ⇔ sA = sB 4,0 tE = 500 – 6,0tE 10,0tE = 500 ⇒ c) t = tE = 50,0s sA = sB = dE dE = 4,0 . 50,0 (m) 330 ––––– 1000 �t ____ s d ____ km 330 ––––– 1000 1 d � –– �t 3 x –– 4 5 –– 4 x = 2,4 . 104km 1 –– 2 E = 200kJ kJ ––– � �s = 1800m 10 ––– 3 200 ––––– 60 m ––––– min 1800m ––––––– 9 min �s ––– �t V = 12km/h 10 ––– 3 20,0 –––––– 4,0 �s ––– �t T = 2,0s 200 –––– 20 �s ––– V �s ––– �t 300 –––– 20 �s ––– V tE = 50,0s dE = 200m VP = 200m/s 170m –––––– 0,85s d ––– T2 T2 = 0,85s T1 = 0,50s 170 –––– T1 d ––– T1 – 11 d) Respostas: a) sA = 4,0t (SI); sB = 500 – 6,0t (SI) b) 50,0s c) 200m d) vide gráfico 33) 1) V = ⇒ �s = V �t �s1 = 100 . 2,0 (km) = 200km �s2 = 0 �s3 = 60 . 3,5 (km) = 210km 2) V = = � Resposta: C 34) Para atingir o ouvido da pessoa, o som que se propaga através do ar gasta um tempo t1 e, através do trilho, um tempo t2. Sendo os movimentos uniformes, vem: �s = V t L = V1t1 ⇒ t1 = L = V2t2 ⇒ t2 = Sendo T = t1 – t2, vem: T = – T = L � – � T = L Resposta: D 35) a) s = s0 + Vt sA = 30,0t (SI) sB = 200 + 20,0t (SI) b) sA = sB 200 + 20,0 TE = 30,0TE 10,0TE = 200 ⇒ c) sA – sB = 200 30,0T – (200 + 20,0T) = 200 30,0T – 200 – 20,0T = 200 10,0T = 400 ⇒ d) Respostas: a) sA = 30,0t (SI); sB = 200 + 20,0t (SI) b) 20,0s c) 40,0s d) vide gráfico 36) 1) V = VA = = – 40m/s VB = = 20m/s 2) MU: x = x0 + Vt xA = 600 – 40t (SI) xB = 20t (SI) 3) t = tE ⇒ xA = xB 600 – 40tE = 20tE ⇒ 600 = 60tE ⇒ 4) t = tE = 10s ⇒ xB = xE xE = 20 . 10(m) ⇒ Resposta: A 37) a) V = VA = (m/s) = 20,0m/s VB = (m/s) = –30,0m/s b) s = s0 + Vt sA = –200 + 20,0t (SI) sB = 400 – 30,0t (SI) c) t = TE ⇔ sA = sB –200 + 20,0TE = 400 – 30,0 TE 50,0TE = 600 d) t = TE = 12,0s sA = sB = sE sE = –200 + 20,0 . 12,0 (m) sE = –200 + 240 (m) Respostas: a) VA = 20,0m/s e VB = –30,0m/s b) sA = –200 + 20,0t (SI) sB = 400 – 30,0t (SI) c) TE = 12,0s d) sE = 40,0m L ––– V1 L ––– V2 L ––– V2 L ––– V1 1 ––– V2 1 ––– V1 V2 – V1 –––––––– V2V1 V2V1TL = –––––––– V2 – V1 TE = 20,0s T = 40,0s �s –––– �t –200m ––––––– 5,0s 100m ––––––– 5,0s tE = 10s xE = 200m �s ––– �t 200 –––– 10,0 –300 ––––– 10,0 TE = 12,0s sE = 40,0m 68km/h 410km ––––––– 6,0h �s ––– �t �s ––– �t 12 – 38) Em cada trecho, os gráficos espaço x tem po são segmentos de reta não paralelos aos eixos, o que significa que os movi - mentos são uniformes e a velocidade escalar é medida pela inclinação da reta s = f(t). Trecho I: VZonta > VBarrichello Trechos II e III: VBarrichello > VZonta Trecho IV: VZonta > VBarrichello Resposta: C 39) Enquanto o caminhão percorre 0,2m com velocidade escalar cons tante de 90km/h (25m/s), o projétil percorre 2,0m. �s = V t dC = VC t dP = VP . t = VP = . VC = . 90 (km/h) ⇒ Resposta: E 40) No instante t = 0,10s, o som atinge a parede, e, portanto, D = 33,5m. A velocidade do som tem módulo V dado por: V = = (m/s) = 335m/s Resposta: C 41) A velocidade de uma pessoa a caminhar é da ordem de 6,0km/h e, portanto, em 30min = 0,5h ela percorre 3,0km. Resposta: D 48) V1 = 54 = m/s = 15m/s V2 = – 18 = – m/s = – 5m/s Movimento relativo: Vrel = ⇒ 20 = ⇒ Resposta: D 49) Movimento relativo: o trem B é suposto parado (referencial) e o trem A, movendo-se com a velocidade relativa. Vrel = ⇒ VA – VB = 10 = 300 = 140 + LB Resposta: D 50) Para um referencial fixo em Tergat (indicado por A), temos: Vrel = VB – VA = ⇒ 8,0 – 5,5 = �t = (s) = 40s Resposta: 40s 51) 1) Vrel = V2 – V1 = 3V – V = 2V 2) Vrel = ⇒ 2V = ⇒ Resposta: C 52) 1) Vrel = ⇒ 2V – V = ⇒ T = 2) �sH = VH . T �sH = 2V . ⇒ Resposta: C 54 –––– 3,6 km –––– h 18 –––– 3,6 km –––– h L2 = 160 m L2 + 200 –––––––– 18 �srel ––––– �t LA + LB––––––––– T �srel––––– �t 140 + LB––––––––– 30 LB = 160m �srel––––– �t 25 + 75 ––––––– �t �srel––––– �t 100 ––––– 2,5 πR T = –––– V 2πR ––––– T �s ––– �t L ––– V L ––– T �srel––––– �t VP ––– VC dP ––– dC VP = 900km/h 2,0 ––– 0,2 dP ––– dC 33,5 –––– 0,10 �s ––– �t �sH = 2L L ––– V – 13 53) Vrel = Ultrapassagem: VA – VB = (1) Cruzamento: VA + VB = (2) (1) + (2): 2VA = + 2VA = 2VA = (2) – (1): 2VB = – 2VB = Resposta: D 54) a) Vrel = 100 – 80 = ⇒ b) s = s0 + Vt Carro A: 180 = s0 + 80 . 1,0 ⇒ s0 = 100km Carro B: 200 = s0 + 100 . 1,0 ⇒ s0 = 100km Respostas: a) T = 1,0h b) km 100 55) O atleta B é suposto parado, e o atleta A movendo-se com a velocidade relativa: Vrel = VA – VB = 2,0m/s Vrel = ⇒ 2,0 = ⇒ Resposta: D 56) Vrel = ⇒ 120 = ⇒ �t = h = h �t = . 60min = 40min Horário de encontro: TE = 5h + 40min Resposta: C 57) 1) Cálculo do tempo decorrido até a colisão dos trens: �s = Vrel. T 60 = 60T ⇒ 2) Como o módulo da velocidade do pássaro é sempre constante, temos: d = V . T d = 60 . 1,0 (km) ⇒ Resposta: D 58) 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 A pessoa A terá dado 5 voltas, a pessoa B, 4 voltas, e a pessoa C, 3 voltas. Resposta: C 59) Para o encontro, devemos ter: ��sD� + ��sC� = C VD �t + VC �t = C VD + VC = VD + 90 = Resposta: C 60) VD = ⇒ 60 = ⇒ TE = mmc (TB; TD) = mmc (2,5d; 5d) = 5d Resposta: C 2 –– 3 80 ––– 120 80 ––– �t �srel––––– �t 2 ––– 3 T = 1,0h d = 60km T = 400s 800 ––– T �srel––––– �t T = 1,0h 20––– T �srel––––– �t (LA + LB) (T2 + T1)––––––––––––––––– T1T2 (LA + LB) (T2 + T1) VA = ––––––––––––––––––2T1T2 LA + LB–––––––– T1 LA + LB–––––––– T2 (LA + LB) T1 – (LA + LB) T2–––––––––––––––––––––––– T1T2 (LA + LB) (T1 – T2) VB = ––––––––––––––––2T2T1 LA + LB–––––––– T1 LA + LB–––––––– T2 LA + LB–––––––– T2 LA + LB–––––––– T1 (LA + LB) T2 + (LA + LB) T1––––––––––––––––––––––––– T1T2 �srel––––– �t C –– T TA = 2d 300 –––– TA TB = 2,5d 300 –––– TB 10d TC = –––––3 300 –––– TC �t = 10d C ––– �t 300 ––– 2 VD = 60 li/d TD = 5d 300 –––– TD �s –––– �t 14 – FÍSICA LIVRO 1 – CINEMÁTICA Capítulo 3 – Movimento Uniformemente Variado 7) �s = V0t + t 2 24 + 145 = T2 T2 = 169 Resposta: B 8) a) V = V0 + t 18,0 = V0 + 2,0 . 4,0 b) �s = V0t + t 2 �s = 10,0 . 4,0 + (4,0)2 (m) �s = 40,0 + 16,0 (m) Respostas: a) 10,0m/s b) 56,0m 9) a) V = V0 + t 0 = 20,0 + . 20,0 ⇒ = –1,0m/s2 b) = = ⇒ Respostas: a) 1,0m/s2 b) 200m 10) 1) = = ⇒ 2) V = V0 + t 0 = 30 + . 10 ⇒ Resposta: E 11) a) �s1 = V0t + t 2 (MUV) 20 = 0 + (4,0)2 ⇒ b) = (MUV) = ⇒ c) Nos 80m finais, temos: Vf = ⇒ 10 = ⇒ T = �t1 + �t2 ⇒ Respostas: a) 2,5m/s2 b) 10m/s c) 12,0s 12) a) Para o caminhão: �s = V0 t + t 2 (MUV) 32,0 = 0 + T2 T2 = 64,0 ⇒ b) V = V0 + t Para o caminhão: V1 = 0 + 1,0 . 8,0 (m/s) ⇒ Para o carro: V2 = 0 + 2,0 . 8,0 (m/s) ⇒ c) Para o carro: �s = V0 t + t 2 32,0 + D = 0 + (8,0)2 Respostas: a) 8,0s b) 8,0m/s e 16,0m/s c) 32,0m 13) a) Sendo uniforme o movimento do rato, temos: V = 7,0 = ⇒ b) Como a coruja atinge o ponto P 4,0s após a partida do rato, ela deve fazer o percurso PT em 2,0s para chegar a T junto com o rato. Isto posto, usando a equação horária do MUV, vem: �s = V0 t + t 2 42,0 = 20,0 . 2,0 + (2,0)2 42,0 = 40,0 + 4,0 2,0 = 2,0 Respostas: a) 6,0s b) 1,0m/s2 14) Usando-se a equação horária dos espaços do MUV: �s = V0t + t 2 Sendo V0 = 0, vem: �s = t 2 O deslocamento escalar �s é proporcional ao quadrado do tempo. Como o tempo foi multiplicado por 2, �s será multipli - cado por 4; o deslocamento, que era um quarto de cir cunfe - rência, pas sará a ser uma circunferência completa, e a partí cula estará de volta ao ponto A. Resposta: A �t2 = 8,0s 80 ––––– �t2 �s2 ––––– �t2 Vf = 10m/s 0 + Vf––––––– 2 20 ––––– 4,0 V0 + Vf ––––––– 2 �s1––––– �t1 –– 2 2,0 ––– 2 T = 13s V0 = 10,0m/s ––– 2 2,0 ––– 2 �s = 56,0m � � = 1,0m/s2 V0 + V–––––––– 2 �s ––– �t �s = 200m 20,0 + 0 –––––––– 2 �s ––––– 20,0 V0 + V––––––– 2 �s –––– �t D = 150m 30 + 0 ––––––– 2 D –––– 10 � � = a = 3,0m/s2 –– 2 = 2,5m/s2 –– 2 T = 12,0s –– 2 1,0 ––– 2 T = 8,0s V1 = 8,0m/s V2 = 16,0m/s –– 2 2,0 –––– 2 D = 32,0m �s ––– �t �t = 6,0s 42,0 –––– �t –– 2 –– 2 –– 2 = 1,0m/s2 –– 2 –– 2 – 15 15) s = s0 + V0 t + t 2 Para s0 = 3,0m, vem: s = 3,0 + V0t + t 2 t = 2,0s 3,0 = 3,0 + V0 . 2,0 + . 4,0s = 3,0m V0 + = 0 (1) t = 3,0s 0 = 3,0 + V0 . 3,0 + . 9,0s = 0 0 = 1,0 + V0 + 1,5 (2) De (1): = –V0 Em (2): 0 = 1,0 + V0 – 1,5 V0 0,5 V0 = 1,0 ⇒ Respostas: a) 2,0m/s b) – 2,0m/s2 16) 1) s = s0 + V t (MU) sc = 25t (SI) 2) s = s0 + V0t + t 2 (MUV) sV = t 2 (SI) 3) sV = sc 2,5tE 2 = 25tE Resposta: A 17) 1) A aceleração escalar é dada por: = = ⇒ 2) A distância percorrida é dada por: = = ⇒ Resposta: D 25) 1) VA = 108km/h = m/s = 30m/s 2) Até o encontro, o automóvel e a moto percorrem a mesma distância no mesmo intervalo de tempo e, portanto, terão a mesma velocidade escalar média: Vm(A) = Vm(G) 30 = ⇒ 3) O deslocamento �s é dado por: �s = V t ⇒ �s = 30 . 60 (m) = Resposta: D 26) a) Usando-se a equação da velocidade escalar média, vem: = (MUV) = ⇒ b) 1) Cálculo da aceleração escalar: V = V0 + t (MUV) 80,0 = 0 + . 10,0 ⇒ 2) Cálculo do tempo �s = V0t + t 2 (MUV) 200 = T2 T2 = 50 ⇒ Respostas: a) 80,0m/s b) 5,0��2s � 7,0s 27) a) V2 = V0 2 + 2 �s (MUV) V = 72 = (m/s) = 20m/s V0 = 108 = (m/s) = 30m/s (20)2 = (30)2 + 2 . 1,0 . 103 400 = 900 + 2,0 . 103 2,0 . 103 = –500 = – 0,25m/s2 ⇒ b) Se o segundo carro tem, em relação ao primeiro, uma velo - cidade relativa de 40km/h, temos: Vrel = V2 – V1 40km/h = V2 – 72km/h Respostas: a) 0,25m/s2 b) 112km/h 28) a) Equação de Torricelli: V2 = V0 2 + 2 �s (A → B → A) Vr 2 = V0 2 + 2 . . 0 ⇒ Vr2 = V0 2 ⇒ b) V = V0 + t –V0 = V0 – 4,0 . 8,0 2V0 = 32,0 ⇒ c) V = V0 + t (A → B) 0 = 16,0 – 4,0 tB ⇒ d) V2 = V0 2 + 2 �s (A → B) 0 = (16,0)2 + 2 (–4,0) D 8,0 D = 256 ⇒ e) 1) simétrica 2) iguais Respostas: a) demonstração b) 16,0m/s c) 4,0s d) 32,0m e) simétrica; iguais 29) a) Vm = V0 + V––––––– 2 �s ––– �t V = 80,0m/s 0 + V ––––––– 2 400 –––– 10,0 –– 2 –– 2 –– 2 V0 = 2,0m/s = –2,0m/s2 –– 2 5,0 ––– 2 tE = 10s = 3,0m/s2 30 m/s ––––––– 10s �V ––– �t V0 + V––––––– 2 �s ––– �t �s = 150m 0 + 30 ––––––– 2 �s ––– 10 108 –––– 3,6 Vmáx = 60m/s = 216km/h 0 + Vmáx––––––––– 2 1800m –– 2 = 8,0m/s2 –– 2 8,0 –––– 2 T = 5,0��2s 72 –––– 3,6 km –––– h 108 –––– 3,6 km –––– h � � = 0,25m/s2 V2 = 112km/h Vr = –V0 V0 = 16,0m/s tB = 4,0s D = 32,0m �s ––– �t 16 – �t = 1h + 40min = 1h + h = 1h + h �t = h Vm = ⇒ b) V2 = V0 2 + 2 �s (MUV) 0 = V0 2 + 2 (–0,06) 30 000 V0 2 = 3600 V0 = 60m/s = 216km/h Respostas: a) 240km/h b) 60m/s ou 216km/h 30) a) 1) V = 40km/h = m/s 2) V = (MU) = ⇒ b) V2 = V0 2 + 2� �s (MUV) V = 0; V0 = m/s; �s = 40m 0 = + 2 . 40 80 = ⇒ = (m/s2) Respostas: a) 4,5s b) � –1,5m/s2 e � � � 1,5m/s2 31) a) 1) = = = – 10m/s2 2) V2 = V0 2 + 2 �s 0 = 900 + 2 (–10) D 20D = 900 ⇒ b) V = V0 + t 0 = 30 – 10 tf Respostas: a) 45m b) 3,0s 32) �s = V0t + t 2 De 0 a 1,0s: x = V0 . 1,0 + (1,0) 2 x = V0 + 0,5 (1) De 0 a 2,0s: 2x + 1,0 = V0 . 2,0 + (2,0) 2 2x + 1,0 = 2,0V0 + 2,0 (2) (1) x 2: 2x = 2V0 + 1,0 (3) (2) – (3): 1,0 = ⇒ Resposta: D 33) 1) Cálculo da aceleração escalar: V = V0 + t (MUV) 0 = 30 + . 6,0 ⇒ 2) Cálculo da distância percorrida para a velocidade escalar reduzir-se de 30m/s para 10m/s: V22 = V1 2 + 2 �s (MUV) (10)2 = (30)2 + 2 (–5,0) �s 10 �s = 900 – 100 Resposta: C 34) Entre dois encontros: Vm(A) = Vm(B) VA = VB = 2VA VA = = ⇒ Resposta: B 46) a) No intervalo de 0 a 1,0s, temos: 1) = ⇒ = 2) V = V0 + t 0 = 2,0 + . 1,0 ⇒ A função horária dos espaços: S = S0 + V0t + t 2 S = 3,0 + 2,0t – 1,0t2 (SI) b) V = = 2,0 – 2,0t (SI) c) s = 0 ⇒ t = 3,0s ⇒ V = 2,0 – 2,0. 3,0 (m/s) Respostas: a) S = 3,0 + 2,0t – 1,0t2 (SI) b) V = 2,0 – 2,0t (SI) c) – 4,0m/s 47) s = s0 + V0t + t 2 s0 = 20m; V0 = 0 –– 2 = – 5,0m/s2 �s = 80m 0 + VB–––––––– 2 2D VB = ––––T D ––– T �s ––– �t V0 + 0––––––– 2 1,0 ––– 1,0 V0 + V1–––––––– 2 �s ––– �t V0 = 2,0m/s = –2,0m/s2 ––– 2 ds ––– dt V = – 4,0m/s 40 ––– 3,6 �s ––– �t �t = 4,5s 50 ––– �t 40 –––– 3,6 40 ––– 3,6 1600 –––––– 12,96 –20 ––––––– 12,96 –1600 ––––––– 12,96 � –1,5m/s2 – 10m/s –––––––– 1,0s �V –––– �t D = 45m tf = 3,0s –– 2 ––– 2 –– 2 = 1,0m/s2 Vm = 240km/h 400km –––––––– 5 ––– h 3 2 –– 3 40 ––– 60 5 –– 3 – 17 t = 4,0s ⇔ s = 0 0 = 20 + . (4,0)2 –20 = 8,0 = – 2,5m/s2 Resposta: C 48) 1) A aceleração escalar é dada por: = = (m/s2) = 2,0m/s2 2) Sendo V = V0 + t, vem: 4,0 = V0 + 2,0 . 5,0 O deslocamento escalar pode ser obtido pela relação: �s = V0 t + t 2 �s = – 6,0 . 5,0 + (5,0)2(m) �s = – 30,0 + 25,0(m) Resposta: B 49) Como o gráfico V = f(t) é uma reta oblíqua, a relação V = f(t) é do 1.o grau e o movimento é uniformemente variado, portanto: Vm = = (m/s) = 2,0m/s Resposta: D 50) Para que B ultrapasse A, os deslocamentos de A e B, a partir do instante t = 0, deverão ser iguais, isto é, as velocidades escalares médias de A e B do instante t = 0 até o instante do novo encontro deverão ser iguais: Vm (A) = Vm (B) VA = 20 = ⇒ Para VB = 40m/s, resulta O deslocamento será dado por: �sA = �sB = VA . tE �sA = 20 . 8 (m) ⇒ Resposta: A 51) a) = ⇒ B = – (m/s2)⇒ A = – (m/s 2) ⇒ b) s = s0 + V0 t + t 2 c) V = V0 + t d) �s = V0 t + t 2 �sA = 20,0 . 5,0 – . (5,0) 2(m) = 100 – 37,5 (m) = 62,5m �sB = 25,0 . 5,0 – (5,0) 2(m) = 125 – 50,0 (m) = 75,0m Respostas: a) A = – 3,0m/s 2; B = – 4,0m/s 2 b) sA = 20,0 t – 1,5 t 2 (SI); sB = 25,0 t – 2,0 t 2 (SI) c) VA = 20,0 – 3,0 t (SI); VB = 25,0 – 4,0 t (SI) d) 12,5m 52) 1) Nos primeiros 24,0m, temos: = (MUV) = ⇒ 2) Nos últimos 76,0m, temos: V = 12,0 = T2 = (s) ⇒ T = T1 + T2 = 4,0 + 6,3 (s) Resposta: E V0 = – 6,0m/s ––– 2 2,0 ––– 2 �s = – 5,0m 8,0 + (–4,0) –––––––––– 2 V1 + V3–––––––– 2 0 + VB –––––––– 2 VB = 40m/s VB––– 2 tE = 8s �s = 160m B = – 4,0m/s 2 20,0 ––––– 5,0 �V ––– �t A = – 3,0m/s 2 15,0 ––––– 5,0 4,0 –––– 2,0 �V ––– �t sA = 20,0 t – 1,5 t 2 (SI) –– 2 sB = 25,0 t – 2,0 t 2 (SI) VA = 20,0 – 3,0 t (SI) VB = 25,0 – 4,0 t (SI) –– 2 3,0 –––– 2 4,0 –––– 2 d = �sB – �sA = 12,5m V0 + V1–––––––– 2 �s ––– �t T1 = 4,0s 0 + 12,0 –––––––– 2 24,0 –––– T1 �s ––– �t 76,0 ––––– T2 T2 = 6,33…s 76,0 ––––– 12,0 T = 10,3s s = 20 – 1,25t2 (SI) –– 2 18 – 53) 1) V2 = V0 2 + 2 �x V1 2 = 0 + 2 . 8,0 . 1,0 2) m = = (m/s 2) m = 4,5m/s 2 3) V2 2 = V1 2 + 2 m �x V2 2 = 16,0 + 2 . 4,5 . 1,0 V2 2 = 16,0 + 9,0 = 25,0 Resposta: C 54) 1) Quando a aceleração escalar é constante (de t = 0 a t = 15s), a função V = f(t) é do 1.o grau e o gráfico é um segmento de reta crescente. 2) Quando a velocidade escalar é constante, o gráfico V = f(t) é um segmento de reta paralelo ao eixo dos tempos. Resposta: A 55) 1) Quando a aceleração escalar é constante (MUV), o gráfico s = f(t) é um arco de parábola crescente com concavidade para cima ( > 0) e vértice no instante t = 0 (V0 = 0). 2) Quando a velocidade escalar é constante, o gráfico s = f(t) é um segmento de reta crescente. Resposta: C 62) Entre encontros sucessivos, os veículos terão o mesmo deslocamento no mesmo intervalo de tempo; por isso, as velocidades escalares médias dos veículos I e II serão iguais: Vm(I) = Vm(II) O veículo I está em movimento uniforme e sua velo cidade escalar é constante, dada por: Vm(I) = = (m/s) = 15m/s O veículo II está em mo vimento uniformemente variado e sua velocidade es ca lar média é dada por: Vm(II) = = Portanto: 15 = ⇒ Resposta: D 63) a) = = m/s2 b) �s = área (V x t) �s = (m) ⇒ c) Vm = = = 8,0m/s ou Vm = = (m/s) = Respostas: a) = 4,0m/s2 b) �s = 32,0m/s c) Vm = 8,0m/s 64) �s = área (V x t) �s1 = 10 . 5 (m) = 50m �s2 = (15 + 5) (m) = 100m �s3 = 10 . 15 (m) = 150m �s = �s1 + �s2 + �s3 = 300m Vm = = ⇒ Resposta: 10m/s 65) �s = área (V x t) �s1 = (m) = 8,0m �s2 = – (7,0 + 5,0) (m) = – 48,0m a) �s = �s1 + �s2 = – 40,0m b) A distância percorrida entre t = 0 e t = 9,0s vale 56,0m Respostas: a) – 40,0m b) 56,0m 66) 1) V1 = 54km/h = m/s = 15m/s 2) V2 = V1 = . 15 (m/s) = 12m/s 3) Gráfico da velocidade escalar x tempo: �s = área (V x t) �s1 = (14,0 + 10,0) (m) = 180m �s2 = (14,0 + 9,0) (m) = 138m Para o predador atingir a presa, a distância inicial má xima possível d é dada por: Resposta: C 225 –––– 15 �s ––– �t V ––– 2 V0 + V–––––––– 2 V = 30m/s V ––– 2 16,0 –––– 4,0 �V ––– �t = 4,0 m/s2 �s = 32,0m 4,0 . 16,0 ––––––––– 2 32,0m –––––– 4,0s �s ––– �t 0 + 16,0 ––––––– 2 V0 + Vf––––––– 2 10 ––– 2 Vm = 10m/s 300m ––––– 30s �s ––– �t 8,0m/s V2 = 5,0m/s V1 = 4,0m/s 8,0 + 1,0 –––––––– 2 1 + 2––––––– 2 2,0 . 8,0 –––––––– 2 8,0 –––– 2 54 ––– 3,6 4 –– 5 4 –– 5 15 ––– 2 12 ––– 2 d = �s1 – �s2 = 42m – 19 67) a) No intervalo de 6s a 16s, a aceleração escalar é nula e, portanto, o seu módulo é mínimo. b) De 0 a 6s, temos: 1 = = = 2m/s 2 De 16s a 20s, temos: 2 = = = – 0,5m/s 2 Portanto, o módulo de é máximo de 0 a 6s. c) �s = área (V x t) �s = (16 + 10) + (12 + 10) (m) �s = 156 + 44 (m) d) Vm = = ⇒ Respostas: a) De 6s a 16s b) De 0 a 6s c) 2,0 . 102m d) 10m/s 68) a) Vm = = ⇒ b) �s = área (V x t) 200 = (25 + 15) ⇒ c) = = (m/s2) ⇒ Respostas: a) 8,0m/s b) 36km/h c) 1,0m/s2 69) �s = área (V x t) 100 = �TA + TA – � = 2TA – ⇒ 2TA = 20,0 ⇒ 100 = (TB + TB – 4,0) ⇒ 16,0 = 2TB – 4,0 ⇒ I) (V) Vm = = = 10,0m/s II) (V) TA = TB III) (F) VA = 12,0m/s e VB = 12,5m/s IV) (V) A = = (m/s 2) = 3,6m/s2 B = = (m/s 2) = 3,125m/s2 Resposta: B 70) �s = área (V x t) 250 = (9,0 + TR) TR + 9,0 = 10,0 ⇒ Resposta: C 71) 1) �V = área (a x t) �V1 = 10 . 3,0 (m/s) = 30m/s �V2 = – 20 . 2,0 (m/s) = – 40m/s �V = �V1 + �V2 = – 10m/s 2) m = = (m/s 2) Resposta: C 72) a) �x = área (V x t) �xI = (m) = 60m �xII = – (m) = –12m d = � �xI � + � �xII � ⇒ b) �x = �xI + �xII = 48m �x = x1 – x0 48 = x1 – 0 ⇒ c) �xI + �xII + �xIII = 0 ⇒ �xIII = – 48m 10,0 –––– 3 12,0 –––– 2 50,0 –––– 3 10,0 –––– 3 12,5 –––– 2 �s ––– �t 100m –––––– 10,0s �V ––– �t 36,0 ––––– 10 �V ––– �t 12,5 ––––– 4,0 A > B 50,0 –––– 2 TR = 1,0 TA = 10,0 TB = 10,0 �s ––– �t 200m –––––– 25s Vm = 8,0m/s Vmáx = 10m/s = 36km/h Vmáx–––––– 2 �V ––– �t 10 ––– 10 = 1,0m/s 2 – 2m/s –––––––– 4s �V ––– �t 4 ––– 2 12 ––– 2 �s = 2,0 . 102m Vm = 10,0m/s 200m –––––– 20s �s ––– �t –10 –––– 30 �V ––– �t 1 m = – ––– m/s 2 3 10 . 12 –––––––– 2 2,0 . 12 –––––––– 2 d = 72m x1 = 48m 12m/s –––––––– 6s �V ––– �t 20 – �xIII = – (t2 – 12,0) 12 = – 48 Respostas: a) 72m b) 48m c) 16,0s 73) A distância percorrida por cada carro é dada pela área sob o gráfico (V x t) e, para termos o carro B com uma volta de vantagem, resulta: 2πR = �sB – �sA 2 . 3 . R = �� 46,0 + 34,0� – �46,0 + 38,0� � 6R = 80,0 . 30,0 – 84,0 . 25,0 Resposta: D 74) (I) Correta. Vm = = = 10,0m/s (II) Correta. �s = área (V x t) 100 = �10,0 + 10,0 – � 200 = . Vf Vf = 12,0m/s = 12,0 . 3,6(km/h) = 43,2km/h (III) Correta. De 0 a s, a aceleração escalar constante (MUV) é dada por: = = (m/s) = 3,6m/s2 (IV)Falsa. �s = área (V x t) �s = 12,0 . (m) Resposta: A 75) 1) A distância percorrida por cada carro (�s) é medida pela área sob o gráfico velocidade escalar x tempo. A van tagem de A (mais veloz até o instante t1 = 19s) em re lação a B é medida pela diferença de áreas entre os ins tantes t0 = 0 e t1 = 19s (área hachurada na figura). �sAB = �sA – �sB �sAB = 17 . 10 + ⇒ 2) O comprimento da circunferência C vale: C = 2πR = 2 . 3 . 60m = 360m Portanto, a vantagem de A em relação a B é de meia volta, isto é, no instante t1 = 19s, A e B estão alinhados com o centro da circunferência e a distância que os se para é o diâmetro da circun - ferência: d1 = 2R = 120m 3) Em virtude da simetria do gráfico dado, no instante t2 = 38s o carro B consegue alcançar o carro A e a dis tância entre eles se anula: d2 = 0. Resposta: B 76) No gráfico V = f(t), a área mede o deslocamento esca lar. A diferença das áreas (trapézio e retângulo) hachuradas na figura mede o deslocamento relativo entre A e B: �srel = (m) = 30,0m Como a distância inicial entre A e B era de 32,0m (com B à frente) e A se aproximou 30,0m, a distância final (ins tante t = 4,0s) será de 2,0m. 100m ––––– 10,0s �s ––– �t Vf––– 2 10 ––– 3 50 ––– 3 10 ––– 3 12,0 –––––– 10 –––– 3 �V ––– �t 20 ––– 3 �s = 80,0m �sAB = 180m 10 . 2 –––––– (m) 2 50,0 –––– 2 60,0 –––– 2 R = 50,0m t2 = 16,0s 4,0 . 15,0 –––––––––– 2 – 21 Resposta: B 77) A altura da planta é medida pela área sob o gráfico velocidade escalar x tempo. A área sob o gráfico B é maior que sob o gráfico A. Portanto: Resposta: B 78) �V = área (a x t) �V = (70 + 10) . 10–3 . (m/s) = 2,0m/s = 7,2km/h Resposta: B 85) a) b) 86) a) V < 0 retrógrado b) BC � < 0 acelerado V > 0 progressivo EF � < 0 retardado 87) 1) Velocidade final do carro: V = V0 + t (MUV) Vf = 0 + 2,0 . 6,0 (m/s) ⇒ 2) Gráfico V = f(t) �s = área (V x t) Para o encontro: �scarro = �scaminhão (TE + TE – 6,0) = 10,0 TE (2TE – 6,0) . 6,0 = 10,0 TE 12,0 TE – 36,0 = 10,0 TE ⇒ 2,0 TE = 36,0 ⇒ �sE = 10,0 TE ⇒ Respostas: 18,0s e 180m 88) �s = área (V x t) �s1 = (m) = 100m �s2 = –100m D = |�s1| + |�s2|= 200m Resposta: E 89) a) De acordo com o gráfico dado para a aceleração escalar, o movi mento é uni for memente variado no intervalo de 0 a 20s com aceleração escalar de 2,0m/s2. Como o móvel começa o movi mento com velocidade nula, sua velocidade escalar no instante 20s é 2m/s2 . 20s, ou seja, 40m/s. Desse ins tante até 50s, de acordo com o gráfico, o movimento é unifor memente va riado com aceleração escalar de −1,0m/s2, de modo que sua velo cidade escalar no instante 50s é (40m/s) – (1,0m/s2) . (50s − 20s), ou seja, 10m/s. Com esses dados, obtemos o seguinte gráfico: vf = 12,0m/s 12,0 –––– 2 TE = 18,0 �sE = 180m Intervalo de tempo MU ou MUV Sinal de V Sinal de Progressivo ou retró - grado Acelerado ou retar - dado 0 Æ t1 MUV V > 0 > 0 Progressivo Acelerado t1 Æ t2 MU V > 0 = 0 Progressivo — t2 Æ t3 MUV V > 0 < 0 Progressivo Retardado t3 Æ t4 MUV V < 0 < 0 Retró grado Acelerado t4 Æ t5 MU V < 0 = 0 Retró grado — t5 Æ t6 MUV V < 0 > 0 Retró grado Retardado HB > HA 50 ––– 2 10 . 20,0 –––––––– 2 22 – b) A distância percorrida pelo móvel no intervalo de 0 a 50s é a área sob o gráfico da velocidade escalar entre esses instantes, ou seja: �s = + (40 + 10) (m) Respostas: a) ver gráfico b) 1150m 90) a) Aplicando-se a Equação de Torricelli, vem: V2 = V0 2 + 2 �s (MUV) 0 = (20)2 + 2 (–0,8) D 1,6D = 400 ⇒ b) 1) Cálculo de t1: V = V0 + t 20 = 0,8 t1 ⇒ 2) Cálculo de t2: �s = área (V x t) 800 = [(t2 + 25) + (t2 – 25)] 80 = 2t2 ⇒ 3) T = t1 + t2 = Respostas: a) 250m b) 65s 91) a) 1) Tempo gasto durante a freada: V = V0 + t (MUV) 0 = – 6,0 tf ⇒ 6,0 tf = 30,0 ⇒ 2) Motorista em estado normal: 3) Motorista embriagado: b) �s = área (V x t) �s1 = (5,5 + 0,5) (m) ⇒ �s2 = (6,0 + 1,0) (m) ⇒ Respostas: a) Ver gráficos b) 90,0m e 105m 92) a) Para x variando de 0 a 20m, sendo o movimento uni for - memente variado, temos: V2 = V0 2 + 2 �x V2 = 2 x ⇒ O gráfico de V = k��x é um arco de parábola cujo eixo de simetria é o eixo x. b) 1) Tempo gasto nos primeiros 20m: = ⇒ = 2) Tempo gasto nos últimos 80m: Vf = ⇒ Vf = ⇒ 3) �t = �t1 + �t2 10,0 = + = Vf = (m/s) ⇒ t1 = 25s 20 ––– 2 t2 = 40s 108 –––– 3,6 tf = 5,0s 65s �s1 = 90,0m 30,0 ––––– 2 �s2 = 105m 30,0 ––––– 2 V = ���2 . ��x = k ��x D = 250m 20 . 40 ––––––– 2 30 ––– 2 �s = 1150m 0 + Vf–––––– 2 20 –––– �t1 V0 + Vf–––––––– 2 �x ––– �t 40 �t1 = ––– Vf 80 �t2 = ––––Vf 80 –––– �t2 �x ––– �t 120 ––– Vf 80 ––– Vf 40 ––– Vf Vf = 12,0m/s 120 –––– 10,0 – 23 c) Para x variando de 0 a 20m, a aceleração escalar é constan - te e é dada por: V2 = V0 2 + 2 �x (12,0)2 = 0 + 2 . . 20 144 = 40 � d) 1) Tempo gasto nos primeiros 20m: �t1 = = (s) = (s) � 3,3s 2) Respostas: a) Arco de parábola cujo eixo de simetria é o eixo x. b) 12,0m/s c) 3,6m/s2 d) vide gráfico 93) 1) a = ⇒ T = (1) 2) �s = área (V x t) D = ⇒ T = (2) (1) = (2): = V2máx = aD ⇒ 3) Em (1): T = ���aD ⇒ Resposta: E 94) a) 1) �V = área (a x t) �V1 = 10m/s; �V2 = 20m/s; �V3 = 0; �V4 = –30m/s 2) No último trecho: a = ⇒ –1,0 = �t = 30s ⇒ 3) �s = área (V x t) �s = + (30 + 10) . + (60 + 30) . (m) �s = 50 + 200 + 1350 (m) ⇒ Resposta: A 95) �s = área (V x t) 100 = (TA + TA – 4) 2TA – 4 = TA – 2 = TA = + 2 = � 11,1 100 = (TB + TB – 3) 2TB – 3 = 20 2TB = 23 ⇒ TB = 11,5 Resposta: B 96) 10 . 10 ––––––– 2 10 ––– 2 30 ––– 2 �s = 1600m 11 ––– 2 200 –––– 11 100 –––– 11 100 –––– 11 122 –––– 11 2 ––– a D T = 2 ���–––a –30 –––– �t �V –––– �t tf = 80s Vmáx = ���aD 2 Vmáx ––––––– a 2 D ––––––– Vmáx T Vmáx ––––––– 2 2 D ––––––– Vmáx Vmáx –––––––– T ––– 2 2 Vmáx ––––––– a = 3,6 m/s2 10 ––– 3 40 ––––– 12,0 40 –––– Vf 10 ––– 2 TB – TA = 0,4 24 – �s = área (V x t) �sA = – (m) = –125m �sB = (m) = 125m Resposta: D 97) �s = área (V x t) �s = (13,0 – 7,0) (m) Resposta: B 50 . 5,0 –––––––––– 2 50 . 5,0 –––––––––– 2 d = |�sA| + |�sB| = 250m 6,0 ––– 2 �s = 18,0m – 25 FÍSICA LIVRO 1 – CINEMÁTICA Capítulo 4 – Movimento Vertical de um Projétil sob Ação Exclusiva da Gravidade 7) a) �s = V0t + t 2 H = T2 ⇒ b) V2 = V0 2 + 2 �s V2 = 2gH ⇒ c) Quando H duplica, os valores de T e V ficam multiplicados por ��2 � 1,41, o que significa um aumento percentual de 41%. Respostas: a) b) ���� 2gH c) 41% 8) Na queda livre do fruto, temos: �s = V0t + t 2 (MUV) H = 0 + t2 H = 5t2 t1 = 1,9s ⇒ H1 = 5 . (1,9)2 (m) ⇒ t2 = 2,1s ⇒ H2 = 5 . (2,1)2 (m) ⇒ Respostas: Hmín � 18m Hmáx � 22m 9) 1) Cálculo do tempo de queda: �s = V0t + t 2 (MUV) 45 = 0 + T2 T2 = 9,0 2) Cálculo de d: �s = V t (MU) d = 20 . 3,0 (m) Resposta: 60m 10) a) Durante a queda livre (efeito do ar des prezível), o va lor absoluto da aceleração da plataforma é 10m/s2 (aceleração da gravidade). b) Aplicando-se a Equação de Torricelli durante a queda livre: V2 = V0 2 + 2 �s V1 2 = 0 + 2 . 10 . 45 = 900 c) Aplicando-se a Equação de Torricelli durante a frea da: V2 = V1 2 + 2 �s 0 = (30)2 + 2 . 30 60 = – 900 � = – 15m/s2 Respostas: a) 10m/s2 b) 30m/s c) 15m/s2 (em módulo) 11) a) V = V0 + t 0 = 8,0 – gM . 2,0 2,0 gM = 8,0 ⇒ b) �s = área (V x t) H = (m) Respostas: a) 4,0m/s2 b) 8,0m �V1� = 30m/s � � = 15m/s2 –– 2 10 ––– 2 T = 3,0s d = 60m H2 � 22m H1 � 18m 10 ––– 2 –– 2 –– 2 2H T = ���––––gg––2 V = ���� 2gH 2H���––––g gM = 4,0m/s 2 2,0 . 8,0 ––––––– 2 H = 8,0m 26 – 12) 1) h = h0 + V0t + t 2 (MUV) h1 = 0 + 0 + (4,0) 2 (m) 2) V = V0 + t VB = 0 + 10 . 4,0 (m/s) 3) �s = Vt (MU) h2 = 40 . 3,0 (m) 4) H = h1 + h2 = Resposta: D 13) �s = V0t + t 2 (MUV) A → B: = T1 2 ⇒ (1) A → C: H = (T1 + T2)2 ⇒ T1 + T2 = (2) : = ��2 ⇒ + 1 = ��2 = ��2 – 1 = 1,4 – 1 ⇒ Resposta: C 14) a) Na 1.a metade do tempo, a velocidade escalar média é dada por: V1 = = Na 2.a metade do tempo: V2 = = Portanto: V2 = 3V1 e b) Ainda: = ⇒ H2 = 3H1 Como H2 + H1 = H, vem: 3H1 + H1 = H ⇒ e Respostas: a) 3 b) ; 15) 1) �s = V0t + t 2 AC: h = 5,0T2 (1) AB: h – 35 = 5,0 (T – 1,0)2 (2) (1) em (2): 5,0T2 – 35 = 5,0 (T2 – 2,0T + 1,0) 5,0T2 – 35 = 5,0T2 – 10T + 5,0 10T = 40 ⇒ 2) V = V0 + t Vf = 0 + 10 . 4,0 (m/s) Resposta: E 16) Seja T o intervalo de tempo entre a partida de esferas sucessivas: �s = V0 t + t 2 (MUV) Para a 1.a esfera, temos: H = (4T)2 = 8 g T2 (1) Para a 2.a esfera, temos: h2 = (3T) 2 = 4,5 g T2 Para a 3.a esfera, temos: h3 = (2T) 2 = 2 g T2 Dado da questão: h2 – h3 = 5m 4,5 g T2 – 2 g T2 = 5 2,5 g T2 = 5 ⇒ gT2 = 2 (SI) (2) Substituindo-se (2) em (1), vem: H = 8 . 2 (m) ⇒ Resposta: C 17) Como a aceleração da gravidade é menor em Marte do que na Terra, o martelo cairá mais lentamente do que na Terra. Resposta: D 18) �s = V0 t + t 2 g ––– 2 H = 16m –– 2 g ––– 2 g ––– 2 Vf = 40m/s V + 0 ––––––– 2 V –––– 2 V + 2V ––––––– 2 3V –––– 2 V2–––– = 3 V1 H2–––– T 3H1–––– T H H1 = ––––4 3H H2 = ––––4 –– 2 T = 4,0s H H1 = ––––4 3H H2 = ––––4 –– 2 H T1 = ���–––gg–––2H–––2 2H���–––gg–––2 T2–––– T1 T2 + T1–––––––– T1 (2) ––– (1) T2 –––– = 0,4 T1 T2–––– T1 h2 = 120m 200m h1 = 80m VB = 40m/s –– 2 10 ––– 2 –– 2 – 27 H = T2 T = independentemente da massa do saco Resposta: B 19) Resposta: D (aceleração da gravidade) 26) 1) Tempo de subida: V = V0 + �t 0 = V0 – gts ⇒ 2) Altura máxima: V2 = V0 2 + 2 ��s 0 = V0 2 + 2 (– g) H Quando V0 duplica, ts também duplica e H quadruplica. TB = 2TA e HB = 4HA Resposta: C 27) 1) V2 = V0 2 + 2 �s (MUV) 0 = V0 2 + 2 (–10) 20 V0 2 = 400 ⇒ 2) V = V0 + t 0 = 20 – 10 ts ⇒ Resposta: B 28) 1) V = V0 + t ↑ � –10 = 10 – 10T 10T = 20 ⇒ 2) �s = V t (MU) 40 = V . 2,0 V = 20 m/s = 20 . 3,6 km/h Resposta: D 29) 1) V2 = V0 2 + 2 �s (MUV) ↑ � 0 = V0 2 + 2 (–10) 0,45 ⇒ V0 2 = 9,0 ⇒ b) V = V0 + t (MUV) –3,0 = 3,0 – 10T ⇒ 10T = 6,0 ⇒ Resposta: D 30) a) O movimento do projétil é uniformemente variado e, portanto: V = V0 + t (subida) 0 = 20,0 – gx . 5,0 ⇒ b) �s =N área (V x t) H =(m) ⇒ c) Vm = = = ⇒ ou ainda: Vm = = (m/s) ⇒ d) 1) Subida: V > 0 e < 0 O movimento é progressivo (V > 0) e retardado �V� diminui). 2) Descida: V < 0 e < 0 O movimento é retrógrado (V < 0) e acelerado �V� aumenta). e) h = h0 + V0 t + t 2 (MUV) ⇒ h = 20,0t – 5,0t2 (SI) Respostas: a) 4,0m/s2 b) 50,0m c) 10,0m/s d) Progressivo e retardado na subida e retró - grado e ace lerado na descida e) Ver gráfico 31) Quando o projétil B voltar ao ponto de lançamento, ele terá uma velocidade vertical para baixo com módulo 30,0m/s e gastará um tempo T para chegar ao solo. Como o tempo total de B é 2T, então ele deve gastar um tempo T para chegar ao ponto mais alto e retornar ao ponto de partida. V = V0 + t (MUV) � ↓ (+) + 30,0 = –30,0 + 10,0T 10,0T = 60,0 ⇒ Para a descida do móvel A: �s = V0t + t 2 (MUV) � ↓ (+) H = 30,0 . 6,0 + (6,0)2 (m) H = 180 + 180 (m) Resposta: E T = 6,0s 10,0 ––––– 2 –– 2 gx = 4,0m/s 2 5,0 . 20,0 ––––––––– 2 H = 50,0m �s –––– �t H –––– ts 50,0m –––––– 5,0s Vm = 10,0m/s V0 + Vf –––––––– 2 20,0 + 0 –––––––– 2 Vm = 10,0m/s –– 2 T = 2,0s V = 72 km/h V0 = 3,0m/s T = 0,60s ts = 2,0s V0 = 20m/s V0ts = ––––g V0 2 H = –––– 2g 2H���–––g g ––– 2 H = 360m 28 – 32) y = y0 + V0t + t 2 (MUV) H = V0t – t 2 t2 – V0t + H = 0 t2 – t + = 0 Como as raízes desta equação são t1 e t2, pela regra do pro - duto das raízes, temos: t1t2 = Resposta: C 33) a) h = h0 + V0t + t 2 10 = h0 + V0 . 1,0 – (1,0) 2 10 = h0 + V0 – 5,0 h0 + V0 = 15 (1) 15 = h0 + V0 . 2,0 – (2,0) 2 15 = h0 + 2,0V0 – 20 h0 + 2V0 = 35 (2) (2) – (1): b) V2 = V0 2 + 2 �s 0 = (20)2 + 2 (–10) �s 20 �s = 400 Respostas: a) 20m/s b) 20m 34) A distância percorrida no último segundo de subida é igual à distância percorrida no primeiro segundo de queda, que é dada por: �s = V0 t + t 2 d1 = 0 + (1,0) 2 (SI) Essa distância d1 não depende da velocidade inicial de lança - mento para cima. Portanto: HA = HB = d1 ⇒ Resposta: A 35) �s = área (v x t) H = H2 = . . = H Portanto: Resposta: C 3 H1 = H – H2 = ––– H4 1 –– 4 T –– 2 V0––– 2 1 –– 2 HA––––– = 1 HB V0 . T–––––– 2 V0 = 20m/s 10 ––– 2 �s = 20m –– 2 g ––– 2 g d1 = ––– (SI)2 –– 2 10 ––– 2 g ––– 2 2 V0––––– g 2H –––– g 2H –––– g 2H g = ––––– t1 t2 g ––– 2 –– 2 – 29 36) Como o tempo de subida é igual ao de queda, o tempo gasto para percorrer os últimos 20 cm de subida é igual ao tempo gasto para percorrer os primeiros 20 cm de descida, e é dado por: �s = V0 t + t 2 0,20 = 0 + T2 T2 = 0,04 ⇒ Este tempo não depende da velocidade inicial de lançamento nem da altura máxima atingida (desde que maior ou igual a 20cm). Portanto: Resposta: B 10 ––– 2 T = 0,2s Txy = Tyx = 0,2s TA–––– = 1 TB –– 2 30 – FÍSICA LIVRO 1 – CINEMÁTICA Capítulo 5 – Vetores 7) As principais grandezas vetoriais são 1) Deslocamento �d → 2) Velocidade V → 3) Aceleração �a→ 4) Força �F → 5) Impulso �I → = F → �t 6) Quantidade de movimento ou momento linear: �Q → = m V → 7) Campo elétrico �E → 8) Campo magnético B → Resposta: B 8) Como os vetores a→ e b→ são iguais, o vetor a→ – b→ é o vetor nulo. Portanto: �d → = a→ – �b→ + c→ = c→ O vetor�d → tem direção “vertical”, sentido para baixo e módulo 2u. Resposta: B 9) F2 – F1 ≤ R ≤ F2 + F1 5,0N ≤ R ≤ 25,0N Resposta: D 10) a) F2 – F1 ≤ FR ≤ F2 + F1 b) FR 2 = F1 2 + F2 2 FR 2 = (6,0)2 + (8,0)2 c) FR 2 = F1 2 + F2 2 + 2 F1 F2 cos 60° FR 2 = 36,0 + 64,0 + 2 . 6,0 . 8,0 . FR 2 = 100 + 48 Respostas: a) 2,0N ≤ FR ≤ 14,0N b) 10,0N c) ����148 N 11) Na direção x, temos: Fx = 12N – 8N = 4N Na direção y, temos: Fy = 6N – 3N = 3N F2 = Fx 2 + Fy 2 Resposta: A 12) A resultante entre P → e Q → pode ter módulo 7,0N e, portanto, pode ser equilibrada pela força R → de tal modo que a resul tante total seja nula. Resposta: E 13) 14) O vetor AB → de módulo 2N repre - senta a soma �F1 → + �F2 → . O vetor CD → de módulo 2N repre - senta a soma �F3 → + �F4 → . A soma �AB → + �CD → terá módulo 4N e representa a força re sultan te F1 → + �F2 → + �F3 → + �F4 → . Resposta: D 15) Considere os eixos y e x indicados: As duas forças na direção y têm intensidade 4N cada uma e resultante 8N. As duas forças na direção x têm resultante nula. Para as demais forças, os com ponentes na direção x se anu lam e os componentes na direção y se somam. 2,0N ≤ FR ≤ 14,0N FR = 10,0N 1 –– 2 FR = ����148 N F = 5N – 31 2N + 4N + 8N + 12N = 26N A resultante total terá inten si dade: 8N + 26N = 34N Resposta: C 16) F2 = FA 2 + FB 2 + 2 . FA . FB . cos 60° F2 = 9 + 9 + 2 . 3 . 3 . = 3 . 9 � (SI) A força FC → deve ser oposta a F → (mesmo módulo, mesma di - reção e sentido oposto). Portanto, FC → tem módulo 3���3 N, direção perpendicular ao eixo x e sentido oposto ao eixo y, e o ângulo formado com o eixo x, medido no sentido anti-horário, é de 270°. Respostas: 3���3 N e 270° 17) a) 1) As grandezas caracterizadas por um número real e uma unidade de medida são chamadas escalares. 2) As grandezas que para sua caracterização dependem de uma intensidade, de uma direção e de um sentido são chama das vetoriais. b) 18) a) (F) a → = – b → e c → = – d → b) (V) Vetores opostos têm o mesmo módulo, a mesma direção e sentidos opostos. c) (V) A soma de vetores opostos é o vetor nulo. d) (V) � a → + c → � 2 = � a → � 2 + � b → � 2 � c → � = � a → � � a → + c → � 2 = � a → � 2 + � a → � 2 = 2 � a → � 2 e) (V) � b → + c → � 2 = � b → � 2 + � c → � 2 � b → � = � c → � = � a → � Resposta: A 25) I) Verdadeira. 2.a Lei de Newton: F → = m . a→ QE → =m . a→ ⇒ II) Falsa. � a→� é medido em m/s2 e � E→� é medido em N/C. III) Verdadeira. Os vetores a→ e E→ são paralelos. IV) Falsa. Como Q < 0 e m > 0 (sempre), a razão Q/m é negativa e as grandezas vetoriais a→ e E→ terão sentidos opostos. Resposta: B 26) a) �→VAB�2 = � → VA� 2 + � → VB� 2 �→VAB�2 = 25,0 + 144,0 = 169,0 b) dAB = � → VAB� . t (MU) Respostas: a) 13,0m/s b) dAB = 13,0t(SI) 27) tg � = = � Resposta: D 28) a) F1 → = 16,0 x→ + 12,0 y→ (N) �F2 → = 20,0 x→ – 12,0 y→ (N) b) R → = �F1 → + F2 → = 36,0 x→ (N) � R → � = 36,0N 29) Vista de cima: F2xy = F 2 x + F 2 y � = 53° � → Vy� ––––– � → Vx� 4,0 ––– 3,0 �→VAB� = 13,0m/s dAB = 13,0t (SI) F = 3���3 N Área 1.a categoria 2.a categoria mecânica energia quantidade de movimento eletricidade corrente elétrica campo elétrico � a → + c → � = ��2 � a → � � b → + c →� = ��2 � a → � Q a→ = –––– E→ m 1 –– 2 32 – Vista lateral: F2 = F2xy + F 2 z F2 = F2x + F 2 y + F 2 z F = ������� F2x + F2y + F2z = ��������� 9,0 + 16,0 + 144 (N) F = ���169 N Resposta: B 30) a) F1x = F1 cos 37° = 20,0 . 0,80 (N) = 16,0N F1y = F1 cos 53° = 20,0 . 0,60 (N) = 12,0N Rx = F1x – F2 = 16,0N – 8,0N = 8,0N Ry = F1y – F3 = 12,0N – 6,0N = 6,0N R2 = R2x + R 2 y ⇒ b) Respostas: a) 10,0N b) vide gráfico 31) 1) Na direção y, temos: F1 = 5N F3y = – F3 cos 60° = – 10 . (N) = – 5N Fy = F1 + F3y = 0 2) Na direção x, temos: F2 = 4 ��3 N F3x = F3 cos 30° = 10 . (N) = 5 ��3 N Resposta: 9 ��3 N 32) a) 1) → Rx = � → F1� cos 37° → x – � → F2 � cos 53° → x → Rx = 20,0 . 0,80 → x – 20,0 . 0,60 → x (N) → Rx = 16,0 → x –12,0 → x (N) ⇒ 2) → Ry = � → F1� cos 53° y → + � → F2 � cos 37° y → – � → F3� → y → Ry = 20,0 . 0,60 y → + 20,0 . 0,80 y→ – 31,0 y→ (N) → Ry = 12,0 y → + 16,0 y→ – 31,0 y→ (N) ⇒ 3) → R = → Rx + → Ry ⇒ b) � → R �2 = � → Rx� 2 + � → Ry� 2 � → R �2 = (3,0)2 + (4,0)2 ⇒ Respostas: a) 1) 4,0 → x (N); 2) –3,0 y → (N); 3) 4,0 x→ – 3,0 y→ (N) b) 5,0N 33) a) → F1 = 8,0 → i + 4,0 → j (N) → F2 = – 4,0 → i + 3,0 → j (N) → F3 = 4,0 → i – 1,0 → j (N) b) → F1 + → F2 + → F3 + → F4 = → 0 → F4 = – 8,0 → i – 6,0 → j (N) c) � → F4� 2 = (6,0)2 + (8,0)2 Respostas: a) → F1 = 8,0 → i + 4,0 → j (N) b) – 8,0 → i – 6,0 → j (N) → F2 = – 4,0 → i + 3,0 → j (N) c) 10,0N → F3 = 4,0 → i – 1,0 → j (N) 34) �Vrel → =→ VII – → VI = → VII� + ( – → VI�) Resposta: C 1 ––– 2 ��3 –––– 2 → Rx = 4,0 → x (N) → Ry = –3,0 y → (N) �R → = 4,0 x→ – 3,0 y→ (N) � → R � = 5,0N Fx = F2 + F3x = 9 ��3 N � → F4� = 10,0N R = 10,0N F = 13,0N – 33 FÍSICA LIVRO 1 – CINEMÁTICA Capítulo 6 – Cinemática Vetorial 7) t1 = 0 t2 = 4,0s � → d �2 = (12,0)2 + (16,0)2 � → d �2 = 144 + 256 = 400 Resposta: B 8) a) 1) �s = AB + BC = 7,0m 2) Vm = = ⇒ b) 1) � → d �2 = (AB)2 + (BC)2 2) �Vm → � = = ⇒ Respostas: a) 3,5m/s b) 2,5m/s 9) (2); (1); (4); (3) Resposta: B 10) 1) No instante t = 2,0s, temos o vetor posição r→. � r→�� = 6���2 u = 6���2 m Do que se conclui que: 2) Resposta: E 11) a) A velocidade escalar é constante e é dada por: b) A velocidade vetorial média entre A e C terá módulo dado por: � → d �2 = L2 + L2 = 2L2 ⇒ � → d � = L���2 �t = �Vm → � = = A orientação de Vm → é a mesma do deslocamento vetorial → d, isto é, de A para C. Respostas: a) b) ↘Vm → 12) 1u = 1m T ––– 2 L���2 –––––– T/2 � → d � ––––– �t 2���2 L �Vm → � = ––––––– T x2 = 12,0m�y2 = 16,0m x1 = 0�y1 = 0 � → d � = 20,0m Vm = 3,5m/s 7,0m ––––– 2,0s �s ––– �t � → d � = 5,0m �Vm → � = 2,5m/s 5,0m ––––– 2,0s � → d � –––– �t � → d � = 9���2 u = 9���2 m �s 4L V = –––– = ––– �t T 4L ––– T 2���2 L ––––––– T 34 – a) Para um quarto de volta (trajeto de A para B), te mos: � → d �= R���2 (obtido por Pi tágoras) �t = �Vm → � = = b) Para meia volta (trajeto de A para C), temos: � → d � = 2R �t = �Vm → � = = ⇒ Respostas: a) b) 13) I) Correto. Vm = e �Vm → � = Trajetória retilínea ⇒ ��s� = � → d � e �Vm → � = �Vm� II) Correto. � → V � = �V � sempre III) Correto. Vm = = e � → d � = 0 e �Vm → � = 0 Resposta: E 14) a) Movimento Retilíneo e Uniforme para que → V seja constante em módulo (MU), direção e sentido (retilíneo). b) No MCU, → V tem módulo constante e direção variável. c) I II � III � IV 15) A velocidade vetorial é tangente à trajetória e tem o mesmo sentido do movimento, e, portanto, a velocidade inicial da partícula é vertical e dirigida para cima. Resposta: A 22) 1) → v tem módulo constante (MU) e direção variável (traje tó - ria cur va). 2) → at = 0 → porque o movimento é uniforme e → acp ≠ 0 → porque a tra je tó ria é curva. 3) → v é variável e → a é variável (podemos ter � → a�� constante se a traje tó ria for circular), pelo menos, em direção. Resposta: C 23) 1) Como o movimento é retardado, a aceleração vetorial tem componente tangencial com sentido oposto ao da velocidade. 2) Como a trajetória é circular, a aceleração vetorial tem componente centrípeta. 3) A aceleração vetorial é dada pela soma vetorial de suas componentes tangencial e centrípeta. Resposta: E 24) → am = No trecho AB: ��v→� = �→vB� – �� →vA� = 4,0m/s �→am � = = (m/s2) ⇒ No trecho BC: ��v→�2 = �→vA�2 + � →vB�2 ��v→�2 = (12,0)2 + (16,0)2 ��v→�2 = 144 + 256 = 400 ��v→� = 20,0m/s �→am � = = (m/s2) ⇒ Resposta: C 25) Sendo o movimento circular e uni - forme, a aceleração é centrípeta: Resposta: E 26) 1) �→at � = � � = 2,0m/s2 2) V = V0 + t (MUV) V1 = 0 + 2,0 . 5,0 (m/s) ⇒ V1 = 10,0m/s 3) �→acp � = = (m/s2) = 1,0m/s2 4) �→a �2 = �→at �2 + � →acp �2 �→a �2 = 4,0 + 1,0 = 5,0 Resposta: C 27) a) � →acp � = � →a � cos � �→acp � =10,0 . 0,80 (m/s2) = 8,0m/s2 �→acp� = 8,0 = ⇒ (10,0)2 –––––– 100 V1 2 –––– R �v → –––– �t �→am�= 0,40m/s2 4,0 –––– 10,0 ��v→� ––––– �t �→am � = 2,0m/s2 20,0 –––– 10,0 ��v→� ––––– �t V2 16,0 acp = ––– = ––––– (m/s 2) = 16,0m/s2 R 1,0 � →a � = ����5,0m/s2 � 2,2m/s2 2πR –––– T �s ––– �t � → d � ––––– �t �s ––– �t T ––– 2 4R �Vm → � = –––– T 2R ––––– T ––– 2 � → d � ––––– �t 4 R –––– T 4 R���2 ––––––– T 4 R���2 �Vm → � = –––––––– T R ���2 –––––– T ––– 4 � → d � ––––– �t T ––– 4 V0 2 –––– R R = 18,0m 144 –––– R – 35 b) � � = � →at � = � →a � sen � � � = 10,0 . 0,60 (m/s2) c) No instante t0 = 0, o movimento é retardado e teremos V0 = 12,0m/s e = – 6,0m/s 2 (constante). V = V0 + t No instante t1 = 2,0s teremos: V1 = 12,0 – 6,0 . 2,0 No instante t1 = 2,0s, a aceleração vetorial só tem compo - nente tangencial: Respostas: a) R = 18,0,m b) � � = 6,0m/s2 c) � →at � = 6,0m/s2 28) 1) V = 7,0 + 4,0t (SI) 2) t = 0,5s V = 7,0 + 4,0 . 0,5 (m/s) = 9,0m/s 3) acp = = (m/s 2) = m/s2 Resposta: A 29) 1) V = 1,0 – 3,0t (SI) t1 = 1,0s ⇒ VA = – 2,0m/s 2) = – 3,0m/s2 � →at � = � � = 3,0m/s2 � →acp � = = (m/s2) = 4,0m/s2 aA 2 = at 2 + acp 2 �⇒ aA = 5,0m/s2 O movimento é acelerado porque V e têm mesmo sinal. Resposta: E 30) V = 6,0t2 – 3,0 (SI) = 12,0t (SI) 1 = 12,0m/s 2 t1 = 1,0s � V1 = 3,0m/s � →at � = � 1 � = 12,0m/s2 �→acp � = = (m/s2) a2 = at 2 + acp 2 (15,0)2 = (12,0)2 + 225 = 144 + 81,0 = ⇒ Resposta: A 31) 1) �s = área (V x t) �sA = (20 + 10) (m) = 300m �sB = (m) = –150m 2) A soma das distâncias percorridas por A e B, até o 1.o encontro, é igual a três quartos da circunferência. ��sA � + ��sB� = 2π R 300 + 150 = . 2 . 3 . R 450 = 4,5 R ⇒ 3) No instante t = 20s, a partícula A está em movimento circular e uniforme e sua aceleração é centrípeta: aA = = (m/s 2) ⇒ Resposta: D 32) Na situação A, com as fotos igualmente espaçadas, o movi - mento é retilíneo e uniforme e a aceleração vetorial é nula. Na situação B, o movimento é curvo (existe aceleração centrí - peta) e é acelerado, pois a distância entre fotos sucessivas está aumentando (existe aceleração tangencial). Na situação C, com fotos igualmente espaçadas e não alinha - das, a sugestão é de ser um movimento circular e uniforme com aceleração tangencial nula e aceleração centrípeta não nula. I (V) II (F) III (V) Resposta: E 9,0 ––––– R V1 2 –––– R 81,0 ––––– R2 81,0 ––––– R2 R = 1,0m 81,0 ––––– R2 20 ––– 2 20 . 15 – –––––––– 2 3 –– 4 3 –– 4 R = 100m aA = 4,0m/s 2(20) 2 ––––– 100 VA 2 –––– R dV a1 = = ––––– = 4,0m/s 2 (constante) dt 81,0 ––––– 18,0 (9,0)2 ––––– 18,0 V2 –––– R acp = 4,5m/s 2 4,0 ––– 1,0 V2 ––– R � →at � = � � = 6,0m/s2 V1 = 0 � � = 6,0m/s2 36 – FÍSICA LIVRO 1 – TERMOLOGIA Capítulo 1 – Termometria 6) �F = 104°F = = = Resposta: B 7) �F = – 76°F = = = – = – 12 Resposta: C 8) a) C = 35° b) F = 2C C = (F – 32) C = (F – 32) 35 = (F – 32) C = (2C – 32) 63 = F – 32 9C = 10C – 160 –C = –160 9) �C = –58°F = = = – Resposta: C 10) �F = 0°F = = �C = – Resposta: C 11) �C = 42°C = = 8,4 = 75,6 = �F – 32(°F) �F = 75,6 + 32 12) �F = 0°F = = �C = – �F = 100°F = = A esposa de Fahrenheit estava com febre (�C � 36,6°C). Resposta: C 13) I) �C = 35°C = = �F – 32 = 63 �C––– 5 �F – 32––––––– 9 �C––– 5 104 – 32 –––––––– 9 �C––– 5 72 ––– 9 �C = 40°C �C––– 5 �F – 32––––––– 9 �C––– 5 –76 – 32 –––––––– 9 �C––– 5 108 ––– 9 �C––– 5 �C = –60°C 5 ––– 9 5 ––– 9 5 ––– 9 5 ––– 9 F = 95°F C = 160°C �C––– 5 �F – 32––––––– 9 �C––– 5 –58 – 32 –––––––– 9 �C––– 5 90 ––– 9 �C = –50°C �C––– 5 �F – 32––––––– 9 �C––– 5 0 – 32 –––––– 9 160 ––– 9 �C = –17,8°C �C––– 5 �F – 32––––––– 9 42 ––– 5 �F – 32–––––– 9 �F – 32–––––– 9 �F = 107,6°F �C––– 5 �F – 32––––––– 9 �C––– 5 0 – 32 –––––– 9 160 –––– 9 �C = –17,6°C �C––– 5 �F – 32––––––– 9 �C––– 5 100 – 32 ––––––– 9 �C � 37,6°C �F – 32––––––– 9 �C––– 5 35 ––– 5 �F – 32––––––– 9 �F = 95°F – 37 II) �C = 42°C = = �F – 32 = 75,6 O termômetro deve ser calibrado para valores entre 95°C e 107,6°C. Resposta: C 14) Cálculo do valor em que as indicações nas escalas Celsius e Fahrenheit são iguais: F = C F = + 32 C = + 32 5C = 9C + 160 –4C = 160 C = –40°C Assim, as duas escalas podem ser comparadas graficamente como se segue. 01.Falsa 02.Verdadeira 04.Verdadeira 08.Falsa Resposta: 02 e 04 corretas 15) = �F – 32 = 153 T = �C + 273 T = 85 + 273(K) (≠ 385K) Os termômetros C e F estão corretos. Resposta: A 16) a) T = 78K �C + 273 = 78 �C = 78 – 273 b) = = – = – 39 �F – 32 =– 351 17) No intervalo de temperaturas em que a água é líquida no nível do mar (0°C a 100°C), os valores na escala Fahrenheit (32°F a 212°F) são maiores que os equivalentes na Celsius. Assim: �F = �C + 100 (�F � �C) = = = 9�C = 5�C + 340 4�C = 340 �C = 85°C T = �C + 273 T = 85 + 273(K) Resposta: D 18) �F = �C = 5�F �F – 32––––––– 9 �C––– 5 �F – 32––––––– 9 42 ––– 5 �F = 107,6°F 9C ––– 5 9C ––– 5 �C = 85°C �F – 32––––––– 9 85° ––– 5 �F = 185°F T = 358K �C = –195°C �F – 32––––––– 9 �C––– 5 �F – 32––––––– 9 195 ––– 5 �F – 32––––––– 9 �F = –319°F �F – 32––––––– 9 �C––– 5 �C + 100 – 32–––––––––––– 9 �C––– 5 �C + 68––––––– 9 �C––– 5 T = 358K �C––– 5 38 – = = 9�F = �F – 32 8�F = �F – 32 Resposta: A 19) X°F = �C + 52 = = 9�C = 5(�C + 20) 9�C = 5�C + 100 4�C = 100 Resposta: A (25°C) 20) 5�C = 2�F + 6 ⇒ �F = = 9�C = 5 9�C = 5 18�C = 5(5�C – 70) 18�C = 25�C – 340 –7�C = –350 �C = 50°C T = �C + 273 T = 50 + 273(K) Resposta: E 27) Observe as escalas termométricas comparadas graficamente: Resposta: C 28) Os valores negativos da escala Fahrenheit estão entre –460°F e 0°F, da escala Celsius entre –273°C e 0°C e a escala Kelvin não possui valores negativos. Assim, o valor –321° tem significado, apenas, na escala Fahrenheit. Resposta: C 29) = = = – Resposta: A 30) Na sexta-feira: = = = No sábado: �c = 20°C (máxima) = = = 4 �F = 36 + 32(°F) Resposta: B �F = –4°F �C––– 5 �F – 32––––––– 9 �C––– 5 �C + 52 – 32––––––––––– 9 �C = 25°C 5�C – 6–––––––– 2 �C––– 5 5�F – 6––––––– – 32 2 –––––––––––– 9 � 5�C – 6–––––––– – 322 � � 5�C – 6 – 64––––––––––––2 � T = 323K ��F––– 9 ��C––– 5 ��F––– 9 –40 –(–30) ––––––––– 5 ��F––– 9 10 ––– 5 ��F = –18°F ��F––– 9 ��C––– 5 ��F––– 9 16 – 11 –––––––– 5 ��F––– 9 5 ––– 5 ��F = 9°F �F – 32–––––––– 9 �C––– 5 �F – 32–––––––– 9 20 ––– 5 �F – 32–––––––– 9 5�F––– 5 �F – 32––––––– 9 �C––– 5 �F – 32––––––– 9 �F = 68°F – 39 31) = = = ��F = (°F) Resposta: D 32) = = = 0,6 Resposta: B 33) T = 300K �C + 273 = 300 �C = 300 – 273 �F = 68°F = = = = 4 ��C = �’C – �C ��C = 20 – 27 (°C) Resposta: B 34) = = x – 10 – x – 10 = 35 Resposta: B 35) = = Resposta: A 36) = = 4 �x + 20 = 240 Resposta: E 37) = = = F – 32 = 3x – 90 Resposta: D 38) = = = �C = (°C) Resposta: D ��F––– 9 ��C––– 5 ��F––– 9 80 – 37 –––––––– 5 ��F––– 9 43 ––– 5 387 ––– 5 ��F = 77,4°F ��C––– 5 ��F––– 9 ��C––– 5 5,4 –––– 9 ��C––– 9 ��C = 3,0°C �C = 27°C �’C––– 5 �F – 32–––––– 9 �’C––– 5 68 – 32 ––––––––– 9 �’C––– 5 36 ––– 9 �’C––– 5 �’C = 20°C ��C = –7°C x – 10 –––––––– 80 – 10 50 – 0 –––––––– 100 – 0 x – 10 –––––––– 70 1 ––– 2 70 ––– 2 x = 45°X �C – 0–––––––– 100 – 0 68 – (–10) –––––––––– 190 – (–10) �C––––– 100 78 ––– 200 �C = 39°C �x – (–20)–––––––– 40 – (–20) 100 – 0 ––––––– 25 – 0 �x + 20–––––– 60 �x = 220°X x – 30 –––––––– 90 – 30 F – 32 ––––––– 212 – 32 x – 30 –––––––– 60 F – 32 ––––––– 180 x – 30 –––––– 1 F – 32 –––––– 3 F = 3x – 58 61 – (–2) ––––––––– 103 – (–2) �C – 0–––––––– 100 – 0 63 –––– 105 �C–––– 100 3 ––– 5 �C––– 100 300 ––– 5 �C = 60°C 40 – 39) a) = = �C = (°C) b) �C = �E (indicação igual nas duas escalas) = = 100�C – 100 = 98�C 2�C = 100 40) = –50�1 = 3000 – 30�1 –20�1 = 3000 = = Resposta: C 41) �C = –30°C = = �F = –54 + 32(°F) (F) �F = 0°F = = �C = – (°C) (C) Resposta: D 42) = = �C – 35 = �C = 3 + 35(°C) 43) = = �C = (°C) Resposta: A �C – 0–––––––– 100 – 0 25 – 1 ––––––––– 99 – 1 �C–––– 100 24 –––– 98 1200 ––––– 49 �C = 24,5°C �C – 0––––––– 100 – 0 �C – 1––––––– 99 – 1 �C–––– 100 �C – 1–––––– 98 �C = 50°C 0 – �1–––––––– 100 – �1 30 – 0 ––––––– 50 – 0 �1 = –150°X �2 – 0 –––––––– 100 – 0 100 – 30 ––––––– 50 – 30 �2–––– 100 70 –––– 20 �2 = 350°X �F – 32––––––– 9 �C ––– 5 �F – 32–––––– 9 –30 ––––– 5 �F = –22°F �C––– 5 �C – 32–––––– 9 �C––– 5 0 – 32 –––––– 9 160 ––– 9 �C = –17,78°C �C – 35–––––––– 45 – 35 1,5 – 0 ––––––––– 5,0 – 0 �C – 35–––––– 10 1,5 –––– 5,0 15 –––– 5,0 �C = 38°C 4,0 – 2,0 ––––––––– 7,0 – 2,0 �C – 0–––––––– 100 – 0 2 ––– 5 �C––––– 100 200 –––– 5 � = 40°C – 41 FÍSICA LIVRO 1 – TERMOLOGIA Capítulo 2 – Calorimetria 6) O calor específico sensível de uma substância indica o comportamento térmico de um material que recebe certa quantidade de calor para elevar, de uma unidade de tem - peratura, uma unidade de massa dessa substância. Resposta: C 7) a) VERDADEIRA A capacidade térmica (C) pode ser expressa por: C = mc, que mostra a dependência de sua determinação em relação à massa (m) do corpo e ao calor específico sensível (c) da substância que o constitui. b) VERDADEIRA O calor sensível provoca variação da temperatura, sem a ocorrência de mudança de estado. c) VERDADEIRA O calor específico sensível de uma substância depende da ligação entre suas partículas (átomos, moléculas ou íons) que define a variação da agitação delas diante do rece - bimento ou liberação de energia térmica e vale para qual - quer massa ou porção considerada do material. d) FALSA A capacidade térmica (C) relaciona-se com o com por - tamento de uma amostra ou de um corpo que não apre - senta, necessariamente, uma unidade de massa. e) VERDADEIRA Veja o comentário da alternativa a. Resposta: D 8) a) FALSA A margarina vegetal (720kcal/100g) é mais energética que o chocolate (528kcal/100g). b) FALSA Uma fatia de mamão (32kcal/100g) corresponde a cerca de 43 folhas de alface (energia = n folhas de alface x energia da folha de alface). 32kcal = n . n = 42,7 folhas c) FALSA Um copo de coca-cola corresponde a 78 kcal/100g (2 x 39 kcal/100g). Energia do copo de coca em Joule (J): = = 78kcal . 1000 cal/kcal . 4J/cal d) VERDADEIRA 0,5kg de sorvete = 5 x 175kcal = 875kcal 320g de batata frita = 3,2 x 274 = 876,8 Há uma equivalência energética aproximada entre 0,50kg de sorvete e 320g de batatas fritas. e) FALSA energia do sanduíche = 2 fatias de pão (269kcal) + 2 folhas de alface (1,5kcal) + 2 folhas de repolho (5,6kcal) Não há equivalência é aproximada é não exata (276,1kcal ≠ 137kcal). 9) 01)FALSA Seriam iguais se os corpos tivessem capacidades térmicas iguais (C = mc). 02)FALSA O comportamento térmico de um corpo é definido por sua capacidade térmica (C = mc ou C = Q/��) e não por seu volume. 04)VERDADEIRA Dois corpos com capacidades térmicas ou caloríficas iguais (C) apresentam variações de temperaturas iguais para a mesma quantidade de calor recebido. 08)FALSA Como as massas são diferentes, o corpo de menor massa atingiria uma temperatura maior, pois apresenta menor capacidade térmica. 16)VERDADEIRA Massas iguais e calores específicos iguais representam variações de temperatura com o mesmo valor para a quantidade de calor recebida por eles. Resposta: 20 (4 + 16) 10) I) CORRETA Em uma hora: = 200kcal Q = 200 . 103cal mc�� = 2,0 . 105 (cal) consideredVc�� = 2,0 . 105(cal) m = d.V . 10(�) . 1,0 �� = 2,0 . 105(cal) �� = (°C) 15kcal ––––––––––– 20 folhas 640 ––––– 15 E = 3,12 . 105J Energia do sanduíche = 276,1kcal Energia das batatas fritas = 137kcal Energia liberada pelo astronauta para aquecer 10� de água em uma variação de temperatura �� 1000(g) ––––––– 1,0(�) � cal –––– g°C � 2,0 . 105 –––––––– 1,0 . 104 �� = 20°C 42 – II) CORRETA A água possui calor específico sensível elevado e absorve muito calor para produzir pequenas variações de tem - peratura. III) INCORRETA Os metais, como o mercúrio comparados com a água, possuem calores específicos dezenas ou centenas de vezes menores que o da água e absorveriam pouco calor, além de elevarem muito a temperatura do traje espacial. IV) CORRETA O traje espacial é isolado do ambiente externo e o astro - nauta, devido à sua atividade metabólica, é consi derado uma fonte térmica que aqueceria o interior do traje espacial acima da sua temperatura corpórea. 11) = Q = mc�� considereQ = d .
Compartilhar