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Prof. Bruno Fazio Física Página 1 de 8 Lançamentos Verticais Bloco 1 1. (Uece 2018) Sem considerar qualquer atrito e assumindo a força da gravidade constante, é correto afirmar que a trajetória idealizada de corpos que são arremessados horizontalmente próximos à superfície da Terra é: a) reta. b) hiperbólica. c) parabólica. d) semicircular. 2. (Ufrgs 2018) Dois objetos de massas 𝑚1 e 𝑚2(= 2𝑚1) encontram-se na borda de uma mesa de altura ℎ em relação ao solo, conforme representa a figura abaixo. O objeto 1 é lentamente deslocado até começar a cair verticalmente. No instante em que o objeto 1 começa a cair, o objeto 2 é lançado horizontalmente com velocidade 𝑉0. A resistência do ar é desprezível. Assinale a alternativa que melhor representa os gráficos de posição vertical dos objetos 1 e 2, em função do tempo. Nos gráficos, 𝑡𝑞 1 representa o tempo de queda do objeto 1. Em cada alternativa, o gráfico da esquerda representa o objeto 1 e o da direita representa o objeto 2. a) b) c) d) e) 3. (cftmg 2018) João observa duas esferas idênticas, lançadas horizontalmente por duas crianças 1 e 2 de uma mesma altura 𝐻, interceptarem-se antes de tocarem o chão, como mostra a figura abaixo. Considerando-se que a resistência do ar é desprezível, João conclui, sobre esse evento, que: I. A criança 1 arremessou a esfera um pouco antes da criança 2. II. A criança 2 imprimiu menor velocidade na esfera que a criança 1. III. A aceleração da esfera da criança 1 é menor que a esfera da criança 2, ao longo das trajetórias. A alternativa que expressa a(s) conclusão(ões) correta(s) de João é a) I. b) II. c) I e III. d) II e III. Prof. Bruno Fazio Física Página 2 de 8 4. (cps 2018) Um avião, com a finalidade de abastecer uma região que se encontra isolada, voa em linha reta horizontalmente, com velocidade constante em relação ao solo, quando abandona uma caixa com alimentos, conforme a imagem. Desprezando a resistência do ar, a trajetória descrita pela caixa de alimentos terá a forma de uma: a) parábola, do ponto de vista de um observador que estiver no avião. b) linha reta vertical, do ponto de vista de um observador que estiver no avião. c) linha reta vertical, do ponto de vista de um observador que estiver na Terra. d) linha reta horizontal, do ponto de vista de um observador que estiver no avião. e) mesma figura para qualquer observador, pois a trajetória independe do referencial. 5. (Puccamp 2018) Um objeto foi lançado obliquamente a partir de uma superfície plana e horizontal de modo que o valor da componente vertical de sua velocidade inicial era 𝑣0𝑦 = 30 𝑚 𝑠 e o da componente horizontal era 𝑣0𝑥 = 8,0 𝑚 𝑠 . Considerando a aceleração gravitacional igual a 10 𝑚 𝑠2 e desprezando a resistência do ar, o alcance horizontal do objeto foi: a) 12 𝑚. b) 24 𝑚. c) 48 𝑚. d) 78 𝑚. e) 240 𝑚. 6. (Famema 2017) Um helicóptero sobrevoa horizontalmente o solo com velocidade constante e, no ponto 𝐴, abandona um objeto de dimensões desprezíveis que, a partir desse instante, cai sob ação exclusiva da força peso e toca o solo plano e horizontal no ponto 𝐵. Na figura, o helicóptero e o objeto são representados em quatro instantes diferentes. Considerando as informações fornecidas, é correto afirmar que a altura ℎ de sobrevoo desse helicóptero é igual a: a) 200 𝑚. b) 220 𝑚. c) 240 𝑚. d) 160 𝑚. e) 180 𝑚. 7. (Famerp 2017) Uma bola rola sobre uma bancada horizontal e a abandona, com velocidade 𝑉0, caindo até o chão. As figuras representam a visão de cima e a visão de frente desse movimento, mostrando a bola em instantes diferentes durante sua queda, até o momento em que ela toca o solo. Desprezando a resistência do ar e considerando as informações das figuras, o módulo de 𝑉0 é igual a a) 2,4 𝑚 𝑠 . b) 0,6 𝑚 𝑠 . c) 1,2 𝑚 𝑠 . d) 4,8 𝑚 𝑠 . e) 3,6 𝑚 𝑠 . 8. (Fatec 2017) Em um jogo de futebol, o goleiro, para aproveitar um contra-ataque, arremessa a bola no sentido do campo adversário. Ela percorre, Prof. Bruno Fazio Física Página 3 de 8 então, uma trajetória parabólica, conforme representado na figura, em 4 segundos. Desprezando a resistência do ar e com base nas informações apresentadas, podemos concluir que os módulos da velocidade �⃗� , de lançamento, e da velocidade �⃗� 𝐻 , na altura máxima, são, em metros por segundos, iguais a, respectivamente, Dados:𝑠𝑒𝑛 𝛽 = 0,8; 𝑐𝑜𝑠 𝛽 = 0,6. a) 15 e 25. b) 15 e 50. c) 25 e 15. d) 25 e 25. e) 25 e 50. 9. (ifce 2016) Considere a figura abaixo, na qual Michele utiliza uma bola de tênis para brincar com seu cãozinho, Nonô. Nesta situação, Michele arremessa a bola na direção horizontal para que Nonô corra em sua direção e a pegue. Ao ser arremessada, a bola sai da mão de Michele a uma velocidade de 14,4 𝑘𝑚 ℎ e uma altura de 1,80 𝑚 do chão. Nesse instante, Nonô encontra-se junto aos pés de sua dona. Dadas estas condições, o tempo máximo que Nonô terá para pegar a bola, antes que a mesma toque o chão pela primeira vez, é (Despreze o atrito da bola com o ar e considere a aceleração da gravidade com o valor 𝑔 = 10 𝑚 𝑠2 . ) a) 0,375 𝑠. b) 0,6 𝑠. c) 0,75 𝑠. d) 0,25 𝑠. e) 1,0 𝑠. 10. (Uerj 2016) Quatro bolas são lançadas horizontalmente no espaço, a partir da borda de uma mesa que está sobre o solo. Veja na tabela abaixo algumas características dessas bolas. Bolas Material Velocidade inicial (𝒎 ⋅ 𝒔−𝟏) Tempo de queda (𝒔) 1 chumbo 4,0 𝑡1 2 vidro 4,0 𝑡2 3 madeira 2,0 𝑡3 4 plástico 2,0 𝑡4 A relação entre os tempos de queda de cada bola pode ser expressa como: a) 𝑡1 = 𝑡2 < 𝑡3 = 𝑡4 b) 𝑡1 = 𝑡2 > 𝑡3 = 𝑡4 c) 𝑡1 < 𝑡2 < 𝑡3 = 𝑡4 d) 𝑡1 = 𝑡2 = 𝑡3 = 𝑡4 11. (Pucrj 2016) Um objeto é atirado, horizontalmente, com velocidade de 35 𝑚 𝑠 , da borda de um penhasco, em direção ao mar. O objeto leva 3,0 𝑠 para cair na água. Calcule, em metros, a altura, acima do nível do mar, a partir da qual o objeto foi lançado. Considere 𝑔 = 10 𝑚 𝑠2 e despreze a resistência do ar. a) 30 b) 45 c) 60 d) 105 e) 150 12. (Espcex (Aman) 2014) Uma esfera é lançada com velocidade horizontal constante de módulo v=5 m/s da borda de uma mesa horizontal. Ela atinge o solo num ponto situado a 5 m do pé da mesa conforme o desenho abaixo. Prof. Bruno Fazio Física Página 4 de 8 Desprezando a resistência do ar, o módulo da velocidade com que a esfera atinge o solo é de: Dado: Aceleração da gravidade: g=10 m/s2 a) 4 𝑚/𝑠 b) 5 𝑚/𝑠 c) 5√2 𝑚/𝑠 d) 6√2 𝑚/𝑠 e) 5√5 𝑚/𝑠 13. (Fuvest 2011) Uma menina, segurando uma bola de tênis, corre com velocidade constante, de módulo igual a 10,8 km/h, em trajetória retilínea, numa quadra plana e horizontal. Num certo instante, a menina, com o braço esticado horizontalmente ao lado do corpo, sem alterar o seu estado de movimento, solta a bola, que leva 0,5 s para atingir o solo. As distâncias sm e sb percorridas, respectivamente, pela menina e pela bola, na direção horizontal, entre o instante em que a menina soltou a bola (t = 0 s) e o instante t = 0,5 s, valem: NOTE E ADOTE Desconsiderar efeitos dissipativos. a) sm = 1,25 m e sb = 0 m. b) sm = 1,25 m e sb = 1,50 m. c) sm = 1,50 m e sb = 0 m. d) sm = 1,50 m e sb = 1,25 m. e) sm = 1,50 m e sb = 1,50 m. 14. (Enem 2ª aplicação 2016) Para um salto no Grand Canyon usando motos, dois paraquedistas vão utilizar uma moto cada, sendo que uma delas possui massa três vezes maior. Foram construídas duas pistas idênticas até a beira do precipício,de forma que no momento do salto as motos deixem a pista horizontalmente e ao mesmo tempo. No instante em que saltam, os paraquedistas abandonam suas motos e elas caem praticamente sem resistência do ar. As motos atingem o solo simultaneamente porque: a) possuem a mesma inércia. b) estão sujeitas à mesma força resultante. c) têm a mesma quantidade de movimento inicial. d) adquirem a mesma aceleração durante a queda. e) são lançadas com a mesma velocidade horizontal. 15. (Unifesp 2010) No campeonato paulista de futebol, um famoso jogador nos presenteou com um lindo gol, no qual, ao correr para receber um lançamento de um dos atacantes, o goleador fenomenal parou a bola no peito do pé e a chutou certeira ao gol. Analisando a jogada pela TV, verifica-se que a bola é chutada pelo armador da jogada a partir do chão com uma velocidade inicial de 20,0 m/s, fazendo um ângulo com a horizontal de 45º para cima. Dados: g = 10,0 m/s2 e √2= 1,4 a) Determine a distância horizontal percorrida pela bola entre o seu lançamento até a posição de recebimento pelo artilheiro (goleador fenomenal). b) No instante do lançamento da bola, o artilheiro estava a 16,0 m de distância da posição em que ele estimou que a bola cairia e, ao perceber o início da jogada, corre para receber a bola. A direção do movimento do artilheiro é perpendicular à trajetória da bola, como mostra a figura. Qual é a velocidade média, em km/h, do artilheiro, para que ele alcance a bola imediatamente antes de ela tocar o gramado? 16. (Ufpr 2017) Nas Paralimpíadas recentemente realizadas no Brasil, uma das modalidades esportivas disputadas foi o basquetebol. Em um determinado jogo, foi observado que um jogador, para fazer a cesta, arremessou a bola quando o centro de massa dessa bola estava a uma altura de 1,4 𝑚. O tempo transcorrido desde o instante em que a bola deixou a mão ao jogador até ter o seu centro de massa coincidindo com o centro do aro foi de 1,1 𝑠. No momento do lançamento, o centro Prof. Bruno Fazio Física Página 5 de 8 de massa da bola estava a uma distância horizontal de 4,4 𝑚 do centro do aro da cesta, estando esse aro a uma altura de 3,05 𝑚, conforme pode ser observado na figura a seguir. Considerando que a massa da bola é igual a 600 𝑔, que a resistência do ar é desprezível e que o valor absoluto da aceleração gravidade é de 10 𝑚 𝑠2, determine, utilizando todas as unidades no Sistema Internacional de Unidades: a) A velocidade horizontal da bola ao atingir o centro do aro da cesta de basquete. b) A velocidade inicial vertical da bola. c) A energia cinética da bola no momento do lançamento (considerando o exato instante em que a bola deixa a mão do atleta). 17. (Unesp 2017) Um garoto arremessa uma bola com velocidade inicial inclinada de um ângulo 𝛼 com a horizontal. A bola abandona a mão do garoto com energia cinética 𝐸0 e percorre uma trajetória parabólica contida em um plano vertical, representada parcialmente na figura. Desprezando-se a resistência do ar, a energia cinética da bola no ponto mais alto de sua trajetória é : a) 𝐸0 ⋅ 𝑠𝑒𝑛 𝛼 b) 𝐸0 ⋅ 𝑐𝑜𝑠 𝛼 c) 𝐸0 ⋅ 𝑐𝑜𝑠 2 𝛼 d) 𝐸0 ⋅ 𝑠𝑒𝑛 2 𝛼 e) 𝐸0⋅𝑠𝑒𝑛 2 𝛼 2 Bloco 2 18. (Mackenzie 2017) Um míssil AX100 é lançado obliquamente, com velocidade de 800 𝑚 𝑠 , formando um ângulo de 30,0° com a direção horizontal. No mesmo instante, de um ponto situado a 12,0 𝑘𝑚 do ponto de lançamento do míssil, no mesmo plano horizontal, é lançado um projétil caça míssil, verticalmente para cima, com o objetivo de interceptar o míssil AX100. A velocidade inicial de lançamento do projétil caça míssil, para ocorrer a interceptação desejada, é de a) 960 𝑚 𝑠 b) 480 𝑚 𝑠 c) 400 𝑚 𝑠 d) 500 𝑚 𝑠 e) 900 𝑚 𝑠 19. (Efomm 2016) Uma bola é lançada do topo de uma torre de 85 𝑚 de altura com uma velocidade horizontal de 5,0 𝑚 𝑠 (ver figura). A distância horizontal D, em metros, entre a torre e o ponto onde a bola atinge o barranco (plano inclinado), vale Dado: 𝑔 = 10 𝑚 𝑠 2 a) 15 b) 17 c) 20 d) 25 e) 28 Prof. Bruno Fazio Física Página 6 de 8 20. (Fuvest 2011) Os modelos permitem-nos fazer previsões sobre situações reais, sendo, em geral, simplificações, válidas em certas condições, de questões complexas. Por exemplo, num jogo de futebol, a trajetória da bola após o chute e o débito cardíaco dos jogadores podem ser descritos por modelos. - Trajetória da bola: quando se despreza a resistência do ar, a trajetória da bola chutada, sob a ação da gravidade (𝑔 =10 𝑚 𝑠2 ), é dada por ℎ =𝑑 𝑡𝑔 𝜃 − 5( 𝑑2 𝑣0 2)(1 + 𝑡𝑔 2𝜃), em que 𝑣0 é a velocidade escalar inicial (em 𝑚 𝑠 ), 𝜃 é o ângulo de elevação (em radianos) e ℎ é a altura (em 𝑚) da bola a uma distância 𝑑 (em 𝑚), do local do chute, conforme figura abaixo. - Débito cardíaco (𝐷𝐶): está relacionado ao volume sistólico 𝑉𝑆 (volume de sangue bombeado a cada batimento) e à frequência cardíaca 𝐹𝐶 pela fórmula 𝐷𝐶 = 𝑉𝑆 × 𝐹𝐶. Utilize esses modelos para responder às seguintes questões: a) Durante uma partida, um jogador de futebol quer fazer um passe para um companheiro a 32 𝑚 de distância. Seu chute produz uma velocidade inicial na bola de 72 𝑘𝑚 ℎ . Calcule os valores de 𝑡𝑔 𝜃 necessários para que o passe caia exatamente nos pés do companheiro. b) Dois jogadores, 𝐴 e 𝐵, correndo moderadamente pelo campo, têm frequência cardíaca de 120 batimentos por minuto. O jogador 𝐴 tem o volume sistólico igual a 4 5 do volume sistólico do jogador 𝐵. Os dois passam a correr mais rapidamente. A frequência cardíaca do jogador 𝐵 eleva-se para 150 batimentos por minuto. Para quanto subirá a frequência cardíaca do jogador 𝐴 se a variação no débito cardíaco (𝐷𝐶𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 −𝐷𝐶𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙) de ambos for a mesma? 21. (Fuvest 2009) O salto que conferiu a medalha de ouro a uma atleta brasileira, na Olimpíada de 2008, está representado no esquema a seguir, reconstruído a partir de fotografias múltiplas. Nessa representação, está indicada, também, em linha tracejada, a trajetória do centro de massa da atleta (𝐶𝑀). Utilizando a escala estabelecida pelo comprimento do salto, de 7,04 𝑚, é possível estimar que o centro de massa da atleta atingiu uma altura máxima de 1,25 𝑚 (acima de sua altura inicial), e que isso ocorreu a uma distância de 3,0 𝑚, na horizontal, a partir do início do salto, como indicado na figura. Considerando essas informações, estime: Desconsidere os efeitos da resistência do ar. a) O intervalo de tempo 𝑡1, em 𝑠, entre o instante do início do salto e o instante em que o centro de massa da atleta atingiu sua altura máxima. b) A velocidade horizontal média, 𝑣𝐻 , em 𝑚 𝑠 , da atleta durante o salto. c) O intervalo de tempo 𝑡2, em 𝑠, entre o instante em que a atleta atingiu sua altura máxima e o instante final do salto. NOTE E ADOTE: Desconsidere os efeitos da resistência do ar. 22. (Fuvest) Um motociclista de motocross move- se com velocidade v=10m/s, sobre uma superfície plana, até atingir uma rampa (em A), inclinada de 45° com a horizontal, como indicado na figura. A trajetória do motociclista deverá atingir novamente a rampa a uma distância horizontal Prof. Bruno Fazio Física Página 7 de 8 D (D=H), do ponto A, aproximadamente igual a a) 20 m b) 15 m c) 10 m d) 7,5 m e) 5 m 23. (Unifesp 2013) O atleta húngaro Krisztian Pars conquistou medalha de ouro na olimpíada de Londres no lançamento de martelo. Após girar sobre si próprio, o atleta lança a bola a 0,50m acima do solo, com velocidade linear inicial que forma um ângulo de 45° com a horizontal. A bola toca o soloapós percorrer a distância horizontal de 80m. Nas condições descritas do movimento parabólico da bola, considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s2, √2 igual a 1,4 e desprezando-se as perdas de energia mecânica durante o voo da bola, determine, aproximadamente: a) o módulo da velocidade de lançamento da bola, em m/s. b) a altura máxima, em metros, atingida pela bola. 24. (Fuvest) Dois rifles são disparados com os canos na horizontal, paralelos ao plano do solo e ambos à mesma altura acima do solo. À saída dos canos, a velocidade da bala do rifle A é três vezes maior que a velocidade da bala do rifle B. Após intervalos de tempo tA e tB, as balas atingem o solo a, respectivamente, distâncias dA e dB das saídas dos respectivos canos. Desprezando-se a resistência do ar, pode-se afirmar que: a) tA = tB, dA = dB b) tA = tB/3, dA = dB c) tA = tB/3, dA = 3dB d) tA = tB, dA = 3dB e) tA = 3tB, dA = 3dB 25. (Unicamp 2012) Um jogador de futebol chuta uma bola a 30 m do gol adversário. A bola descreve uma trajetória parabólica, passa por cima da trave e cai a uma distância de 40 m de sua posição original. Se, ao cruzar a linha do gol, a bola estava a 3 m do chão, a altura máxima por ela alcançada esteve entre a) 4,1 e 4,4 m. b) 3,8 e 4,1 m. c) 3,2 e 3,5 m. d) 3,5 e 3,8 m. 26. (Unicamp) Um habitante do planeta Bongo atirou uma flecha e obteve os gráficos a seguir. Sendo x a distância horizontal e y a vertical: a) Qual a velocidade horizontal da flecha? b) Qual a velocidade vertical inicial da fecha? c) Qual o valor da aceleração da gravidade no planeta Bongo? 27. (Espcex (Aman) 2012) Um lançador de granadas deve ser posicionado a uma distância D da linha vertical que passa por um ponto A. Este ponto está localizado em uma montanha a 300 𝑚 de altura em relação à extremidade de saída da granada, conforme o desenho abaixo. Prof. Bruno Fazio Física Página 8 de 8 A velocidade da granada, ao sair do lançador, é de 100 𝑚 𝑠 e forma um ângulo “𝛼” com a horizontal; a aceleração da gravidade é igual a 10 𝑚 𝑠2 e todos os atritos são desprezíveis. Para que a granada atinja o ponto A, somente após a sua passagem pelo ponto de maior altura possível de ser atingido por ela, a distância D deve ser de: Dados: Cos𝛼 = 0,6; Sen𝛼 = 0,8. a) 240 m b) 360 m c) 480 m d) 600 m e) 960 m 28. (Unifesp 2018) Um avião bombardeiro sobrevoa uma superfície plana e horizontal, mantendo constantes uma altitude de 500 𝑚 e uma velocidade de 100 𝑚 𝑠 . Fixo no solo, um canhão antiaéreo será disparado com a intenção de acertar o avião. Considere que o avião e o canhão estejam contidos em um mesmo plano vertical, despreze a resistência do ar e adote 𝑔 = 10 𝑚 𝑠2. a) Quantos metros antes da vertical que passa pelo canhão o piloto do avião deve abandonar uma bomba para acertá-lo no solo? b) Considere que o canhão não tenha sido atingido pela bomba e que, na tentativa de acertar o avião, um artilheiro dispare desse canhão um projétil com velocidade inicial 𝑣0, exatamente no momento em que o avião passa verticalmente sobre ele. Desprezando as dimensões do avião e considerando que o avião não altere sua velocidade, qual o mínimo valor de 𝑣0 para que o artilheiro tenha sucesso? Gabarito 1: [C] 2: [A] 3: [B] 4: [B] 5: [C] 6: [E] 7: [D] 8: [C] 9: [B] 10: [D] 11: [B] 12: [E] 13: [E] 14: [D] 15: a) 40m b) vA = 20,16 km/h 16: a) 4 m/s b) 7 m/s c) 19,5 J 17: [C] 18: [C] 19: [A] 20: a) 2 ou 0,5 b) 157,5 batimentos/minuto. 21: a) 0,5 s b) 6 m/s c) 0,67s 22: [A] 23: a) 28 m/s b) 19,7 m 24: [D] 25: [B] 26: a) 1,5 m/s b) zero c) 2m/s2 27: [D] 28: a) 1000 m b) 𝑣0 = 100√2 𝑚/𝑠