FISICA Exercícios Aula 2 Movimento em uma dimensão

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Lista Exerćıcios Aula 2 - Movimento
em uma dimensão
28 de março de 2023
Posição e velocidade; velocidade instantânea; movimento retiĺıneo uni-
forme; aceleração; diagramas de movimento; movimento retiĺıneo uniforme-
mente acelerado; objetos em queda livre; equações da cinemática derivadas
do cálculo.
1 Lista de Exerćıcios
1. Um carro percorre uma distância de 600 m em uma estrada e um garoto a cada
5,00 s joga uma bolinha de massa pela janela (veja Figura 1). Qual a velocidade
média no percurso?
Figura 1:
2. O gráfico da posição × tempo para uma part́ıcula movendo-se ao longo do eixo-x é
apresentado na Figura 2. Encontre a velocidade média da part́ıcula nos seguintes
intervalos de tempo: (a) de 0 s a 2 s; (b) de 0 s a 4 s; (c) de 2 s a 6 s; (d) de
0 s a 7 s
3. Uma part́ıcula se move ao longo do eixo-x de acordo com a seguinte equação:
x = 10t2, em que x é dado em metros e t em segundos. Encontre a velocidade
média da part́ıcula para o intervalo de tempo de 2,00 s a 3,00 s.
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Figura 2:
4. Um coelho e uma tartaruga competem em uma corrida ao longo de uma linha
reta de comprimento igual a 1000 m. A tartaruga se arrasta a uma velocidade
vT = 0,200 m/s. O coelho corre a uma velocidade vC = 8,00 m/s por uma distância
de 800m em direção à linha de chegada e então para. Ele espera a tartaruga passar
e, após um certo tempo ele volta a correr com a mesma velocidade, chegando na
linha de chegada ao mesmo tempo que a tartaruga. (a) Qual a distância em que
se encontra a tartaruga da linha de chegada quando o coelho volta a correr? (b)
Por quanto tempo o coelho ficou parado?
5. O gráfico da posição × tempo de uma part́ıcula se movendo ao longo do eixo-x é
apresentado na Figura 3. (a) Encontre a velocidade média da part́ıcula entre os
intantes de tempo 1,5 s e 7 s; (b) Determine a velocidade instantânea da part́ıcula
em t = 1,50 s.
6. Uma pessoa caminha, ao longo de uma linha reta, com uma velocidade constante
igual a 5,00 m/s entre um ponto A e um ponto B. Depois ela retorna de B para
A com uma velocidade constante de 3,00 m/s. (a) Qual a sua velocidade média?
(b) qual a sua velocidade escalar média?
7. Um carro desloca-se em linha reta com uma velocidade média de 80,0 km/h,
durante 2,50 h, e depois, com uma velocidade média de 40,0 km/h ele anda por
mais 1,50 h. (a) Qual o deslocamento total do carro? (b) qual sua velocidade
média durante todo o percurso?
8. Um carro percorre 100 km de estrada. Ele faz os primeiros 50,0 km a 40,0 km/h.
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Figura 3:
Qual deve ser a sua velocidade no restante do percurso para atingir a média de
50,0 km/h para o percurso total?
9. Um carro acelera, a partir do repouso, a uma taxa de 8,00 m/s2. (a) Qual a sua
velocidade em t = 10,0 s? (b) que distância o mesmo percorreu até este instante?
(c) qual a velocidade média no intervalo de zero a 10 s?
10. Um corpo com aceleração constante possui velocidade v = 10,0 m/s quando se
encontra na posição x = 6,00 m. Quando ele se encontra na posição x = 10,00 m,
o mesmo possui velocidade v = 15 m/s. Qual é a sua aceleração?
11. Suponha que um carro de corrida possa acelerar a cerca de 1,00g (faça g =
9,80 m/s2). Quanto tempo levaria o carro para parar após atingir uma veloci-
dade de 500 km/h?
12. A velocidade de uma part́ıcula, em metros por segundo, é dada por v = 7,00−4,00t
(t é dado em segundos). (a) Desenhe a curva v(t) × t e diga qual é a área entre
a curva e o eixo-t, de t = 2 s até t = 6 s; (b) encontre a função posição x(t); (c)
calcule o deslocamento da part́ıcula no intervalo de tempo entre t = 2 s e t = 6 s;
(d) qual a velocidade média da part́ıcula neste intervalo?
13. Uma bola cai de uma altura de 3,00 m, quica no chão e sobe até uma altura
de 2,00 m. (a)Qual a velocidade da bola logo antes de tocar o chão? (b) qual a
velocidade da mesma após quicar no chão? (c) supondo que a bola tenha ficado em
contato com o chão durante 0,02 s, calcule a magnitude e a direção da aceleração
neste intervalo de tempo.
14. A velocidade de um impulso nervoso no corpo humano é de cerca de 100 m/s. Se
você acidentalmente toca seu dedo no escuro, estime o tempo que leva o impulso
nervoso para chegar ao seu cérebro.
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15. Em cada um do gráficos x vs t da Figura 4 indique se a velocidade no instante t2
é maior, igual ou menor que a velocidade no instante t1.
Figura 4: Gráficos de deslocamento × tempo.
2 Respostas aos Exerćıcios
1. vmed = 24,0 m/s;
2. (a) vmed = 1 m/s; (b) vmed = 0,5 m/s; (c) vmed = −1 m/s; (d) vmed = 0 m/s.
3. vmed = 50,0 m/s.
4. (a) xT = 5,00 m da linha de chegada; (b) O coelho ficou parado por 4,88×103 s.
5. (a) vmed = −0,91 m/s (b) vinst = 0.
6. (a) vmed = 0,00 m/s (b) vescalar = 3,75 m/s.
7. (a) d = 260 km (b) vmed = 65,0 km/h.
8. v = 66,7 km/h.
9. (a) v = 80,0 m/s (b) d = 400 m (c) vmed = 40,0 m/s
10. a = 16 m/s2.
11. t = 14,2 s.
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12. (a) A área sob a curva no intervalo indicado é de 36,0 unidades de área
(b) Fazendo x(0) = 0, então x(t) = 7,00t − 2,00t2
(c) x = 36,0 m
(d) vmed = −9,00 m/s.
13. (a) v = −7,67 m/s; (b) v = 6,26 m/s; (c) a = 697 m/s2 para cima.
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