Prévia do material em texto
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 1
UNESP
Aula 01 - Introdução à Física e à Cinemática.
Conceitos iniciais da Física: O Sistema Internacional de
Unidades, notação científica e ordem de grandeza. Estudo dos
vetores. Movimento: deslocamento e velocidade. Descrição de
movimentos: movimento linear
EXTENSIVO
2023
Exasi
u
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 2
SUMÁRIO
Conheça a instituição 4
Como se preparar para a prova de Física da UNESP? 6
Metodologia do curso 7
Cronograma de aulas 7
Fórum de dúvidas 10
Apresentação Pessoal 10
1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS 12
2 - CONCEITOS INICIAIS: UMA INTRODUÇÃO À FÍSICA 12
2.1 - O Sistema Internacional de Unidades (SI) 12
2.2 - Algarismos significativos 21
2.2.1 – Arredondamentos 23
2.3 - Notação científica e ordem de grandeza 23
2.3.1 - A notação científica 23
2.3.2 - A ordem de grandeza 24
3 - O ESTUDO DOS VETORES 26
3.1 - Regra do Paralelogramo 27
3.1.1 – A lei dos senos 27
3.1.2 – A Lei dos cossenos 28
4 - MOVIMENTO: DESLOCAMENTO E VELOCIDADE 32
4.1 - Conceitos importantes 33
4.1.1 - Instante e intervalo de tempo 33
4.1.2 - Ponto material e corpo extenso 34
4.1.3 - Referencial, movimento e repouso 34
4.1.4 - Distância percorrida e deslocamento vetorial 34
4.1.5 - Trajetória 35
4.1.6 - Velocidade 37
4.1.7 - Tipos de movimento 37
4.2 - O movimento retilíneo e uniforme 38
4.2.1 - A velocidade para o MRU 38
4.2.2 - A equação horária do movimento uniforme: 44
4.2.3 - A relação entre 𝒌𝒎/𝒉 e 𝒎/𝒔: 45
4.2.4 - A velocidade escalar média 49
4.2.5 - Os gráficos do movimento retilíneo e uniforme 55
5 - RESUMO DA AULA EM MAPAS MENTAIS 65
6 - LISTA DE QUESTÕES 66
6.1 – Já caiu na UNESP 66
6.2 - Já caiu nos principais vestibulares 74
7 - GABARITO DAS QUESTÕES SEM COMENTÁRIOS 89
7.1 – Já caiu na UNESP 89
7.2 – Já caiu nos principais vestibulares 89
8 - QUESTÕES RESOLVIDAS E COMENTADAS 90
8.1 – Já caiu na UNESP 90
8.2 - Já caiu nos principais vestibulares 108
9 - CONSIDERAÇÕES FINAIS 137
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 3
10 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 137
11 - VERSÃO DE AULA 137
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 4
1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Querido aluno, a finalidade deste curso é lhe oferecer as bases para a resolução das
questões de física do vestibular UNESP. Espero que o seu tempo aqui investido seja proveitoso
para que você consiga alcançar a sua aprovação.
Tenho como foco a resolução do maior número possível de questões de vestibulares
anteriores, aliadas a questões autorais aliado a mapas mentais que facilitarão a memorização
do conteúdo teórico. Tudo isso para que o aprendizado seja rápido, direcionado e eficaz.
Conheça a instituição
A UNESP – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – foi criada em 1976
e hoje conta com 34 campi em 24 cidades do Estado de São Paulo. São mais de 3,7 mil
professores, 136 cursos de graduação e 149 programas de pós-graduação.
Por essas razões, a UNESP tem como compromisso ser referência na formação
profissional de qualidade e no desenvolvimento de inovações tecnológicas.
O Vestibular da UNESP, de 2003 até o ano de 2018, acontecia duas vezes ao ano, o que
permitia ao aluno conquistar uma vaga para iniciar a graduação no meio do ano ou no início do
ano seguinte à aplicação da prova.
No entanto, não eram todos os cursos que disponibilizavam vagas no Vestibular de
Inverno. Na verdade, a disponibilidade era para uma pequena porção dos cursos de graduação
ofertados pela UNESP.
Em 2019 houve uma mudança. O Vestibular de Inverno foi suspenso, permanecendo
apenas o Vestibular de Verão. Porém a estrutura da prova se manteve a mesma: composta por
duas fases distintas.
A primeira fase é composta por uma prova de Conhecimentos Gerais, contendo 90
questões de múltipla escolha, que devem ser resolvidas em no máximo 4 horas e 30 minutos.
São apenas 3 minutos para cada questão. Portanto, foco na resolução e atenção ao tempo são
primordiais. Dentre as 90 questões, são 30 questões para cada uma das seguintes áreas:
• Linguagem e Códigos: Língua Portuguesa e Literatura, Língua Inglesa, Educação
Física e Arte;
• Ciências Humanas: História, Geografia, Filosofia e Sociologia;
• Ciências da Natureza e Matemática: Biologia, Química, Física e Matemática.
A segunda fase conta com dois dias seguidos de provas de Conhecimentos
Específicos, cada um com duração máxima de 4 horas e 30 minutos de prova. São 36 questões
discursivas e uma redação organizadas da seguinte forma:
• 1º dia: 12 questões de Ciências Humanas e 12 questões de Ciências da Natureza
e Matemática;
• 2º dia: 12 questões de Linguagens e Códigos e 1 Redação em gênero dissertativo.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 5
São classificados, para a segunda fase, um número de candidatos referente ao número
de vagas da carreira escolhida multiplicado por 10. Assim, se a carreira escolhida por você tem
50 vagas, seguem para a segunda fase os 500 candidatos mais bem colocados. Isso nos mostra
que um grande número de pessoas consegue seguir na disputa por uma vaga. E uma coisa que
você deve levar em consideração é que tanto a primeira como a segunda fase da UNESP valem
100 pontos, ou seja, as provas têm o mesmo peso.
Dessa forma, acertar o maior número de questões possível na primeira fase permite a
você garantir mais facilmente uma boa colocação geral e a sua tão sonhada vaga. Você pode
aproveitar a nota do último Enem para o cálculo da sua nota final da primeira fase:
NF1ª FASE =
(4 ⋅ nota da prova de Conhecimentos Gerais) + (nota do Enem)
5
Além disso, existem duas formas de ingresso: pelo Sistema Universal (SU) e pelo Sistema
de Reserva de Vagas para a Educação Básica Pública (SRVEBP). No Sistema Universal são
oferecidas cerca de 50% das vagas do curso, e concorrem todos os inscritos. Já pelo SRVEBP
são oferecidos os outros cerca 50% das vagas do curso, sendo 35% delas para autodeclarados
pretos, pardos e indígenas.
No Vestibular UNESP 2019 foram 98.224 inscritos para um total de 7.365 vagas
disponibilizadas nos Cursos de Graduação da UNESP. A relação candidato/vaga, ou seja, a
concorrência, foi bastante variável. Nós do Estratégia Vestibulares sabemos que a missão a que
você se propondo pode não ser tão fácil. No entanto, também sabemos que não será impossível.
Nós acreditamos piamente que dedicação e foco nos estudos associados a um material de
excelente qualidade farão você atingir seu objetivo: uma vaga no curso dos seus sonhos.
Para maiores informações sobre o vestibular UNESP 2020, acesse:
https://www.estrategiaconcursos.com.br/blog/vestibular-unesp-2020/
Mecânica
47%
Eletricidade
15%
Termologia
13%
Óptica
11%
Magnetismo
6%
Ondulatória
5%
Outros
3%
Conteúdos de Física/UNESP
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 6
COMO SE PREPARAR PARA A PROVA DE FÍSICA DA UNESP?
Com o intuito de facilitar a sua preparação, elaborei um material completo, ele foi dividido
da seguinte forma:
Quando você estiver estudando um dos 7 grandes tópicos expostos acima, é sugerido que
você siga a sequência das aulas. Por exemplo: estude a Mecânica na sequência da Aula 00 até
a Aula 06. Isso é importante pois as questões abordadas na Aula 01 exigirão conceitos vistos na
Aula 00, e assim sucessivamente.
Física
Mecânica
Aulas 00, 01, 02,
03, 04, 05 e 06
Termologia Aulas 07, 08 e 09
Ondulatória Aulas 10 e 11
Óptica Aula 12 e 13
Eletricidade Aulas 14 e 15
Magnetismo Aulas 16 e 17
Física Moderna,
Radioatividade e
outros assuntos.
Aula 18
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCASCOSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 7
METODOLOGIA DO CURSO
CRONOGRAMA DE AULAS
Acompanhe o cronograma de lançamento das aulas de Física na área do aluno, no site
do Estratégia Vestibulares. Quanto à divisão por conteúdos, elaborei o seguinte planejamento:
Aula Título Descrição do conteúdo
Vamos estudar os mais importantes tópicos da TEORIA de Física, tanto nos Livros Eletrônicos
(aulas em .pdf) quanto em videoaulas
depois revisar o conteúdo teórico por meio MAPAS MENTAIS
praticar o que foi aprendido em QUESTÕES de provas recentes e/ou inéditas elaboradas a
partir dos tópicos mais cobrados
e nos aprimorar com SIMULADOS elaborados com questões inéditas
METODOLOGIA Teoria com linguagem direta e objetiva
Referência às questões
mais cobradas em
prova
Fixação através de
resumos em formato de
mapas mentais
Resolução e
comentários em
questões de fixação
Resolução e
comentários em
questões de provas
anteriores
Estimular a auto
preparação de resumos
e revisões peródicas
Aprovação!!!
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 8
FRENTE 1 - MECÂNICA
00
Introdução à
Física e à
cinemática.
Conceitos iniciais da Física: O Sistema Internacional de Unidades,
notação científica e ordem de grandeza. Estudo dos vetores.
Movimento: deslocamento e velocidade. Descrição de movimentos:
movimento linear uniforme.
01
Movimentos
lineares e
circulares.
Descrição de movimentos: movimento uniformemente variado;
movimento bidimensional (composição de movimentos); movimento
circular.
02
Dinâmica: as leis
de Newton e
suas aplicações.
Forças de ação e reação. Relação entre força e aceleração. Força
peso, força de atrito, força elástica, força centrípeta. Inércia e sua
relação com sistemas de referência. Composição de forças.
03
Energia, trabalho
e potência.
Energia cinética. Trabalho e variação de energia cinética. Sistemas
conservativos: energia potencial, conservação de energia
mecânica. Trabalho de uma força. Potência. Sistemas dissipativos:
conservação da energia total.
04
Forças
modificando
movimentos.
Condições de equilíbrio, centro de massa. Momento de força e
máquinas simples. Forças modificando movimentos: variação da
quantidade de movimento, impulso de uma força, colisões.
Conservação da quantidade de movimento (escalar e vetorial).
05 A gravitação.
O Sistema Solar: evolução histórica de seus modelos. O surgimento
do Universo e sua evolução. Lei da Gravitação Universal. Campo
gravitacional. Significado de g. Movimento dos corpos celestes,
satélites e naves no espaço.
06
O estudo dos
fluidos.
Pressão em líquidos e sua transmissão nesses fluidos. Pressão em
gases. Pressão atmosférica. Empuxo e condições de equilíbrio em
fluidos. Vazão e continuidade em regimes de fluxo constante.
FRENTE 2 - TERMOLOGIA
07 Termologia.
Calor, temperatura e equilíbrio térmico. Interpretação cinética da
temperatura e escala absoluta de temperatura. Propriedades
térmicas dos materiais: calor específico (sensível), dilatação
térmica, condutividade térmica, calor latente (mudanças de fase).
Processos de transferência de calor.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 9
08
Estudo dos
gases.
Propriedades dos Gases Ideais. Conservação da energia:
equivalente mecânico do calor, energia interna.
09
Noções de
Termodinâmica.
Irreversibilidade e limitações em processos de conversão
calor/trabalho. Máquinas térmicas e seu rendimento.
FRENTE 3 - ONDULATÓRIA
10
O estudo das
ondas.
Ondas e suas características. Ondas mecânicas: propagação,
superposição e outras características. Reflexão, refração, difração
e interferência de ondas. Som: propagação e outras características.
11
Ondas
estacionárias e
eletromagnéticas.
Superposição de pulsos. Ondas estacionárias em cordas. Ondas
estacionárias em tubos sonoros. Luz: natureza eletromagnética, cor,
dispersão. Luz: propagação, trajetória e outras características.
Ondas eletromagnéticas: fontes, características e usos das diversas
faixas do espectro eletromagnético. Modelo qualitativo para
transmissão e recepção de ondas eletromagnéticas. Descrição
qualitativa do funcionamento de comunicadores (rádios, televisores,
telefones). Óptica geométrica.
FRENTE 4 - ÓPTICA
12
Refração e
Reflexão.
Imagens obtidas por espelhos planos: reflexão e refração
13
Espelhos e lentes
esféricas.
Imagens obtidas por lentes e por espelhos esféricos: reflexão e
refração. Instrumentos óticos simples (incluindo o olho humano e
lentes corretivas).
FRENTE 5 - ELETROMAGNETISMO
14 Eletrostática.
Carga elétrica: quantização e conservação. Campo e potencial
elétrico. Interação entre cargas: força e energia potencial elétrica.
Eletrização; indução eletrostática.
15 Eletrodinâmica.
Corrente Elétrica: abordagem macroscópica e modelo
microscópico. Propriedades elétricas dos materiais: condutividade e
resistividade; condutores e isolantes. Dissipação de energia em
resistores. Potência elétrica. Relação entre corrente e diferença de
potencial (materiais ôhmicos e não ôhmicos). Circuitos simples.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 10
16 Magnetismo I.
Campos magnéticos e ímãs. Campo magnético terrestre. Modelo
microscópico para ímãs e propriedades magnéticas dos materiais.
17 Magnetismo II.
Correntes gerando campos magnéticos (fios e bobinas). Ação de
campos magnéticos: força sobre cargas e correntes. Indução
eletromagnética. Princípio de funcionamento de eletroímãs,
transformadores e motores. Noção de corrente alternada. Fontes de
energia elétrica: pilhas, baterias, geradores.
FRENTE 6 – FÍSICA MODERNA
18 Física moderna.
Interações fundamentais da natureza: identificação, comparação de
intensidades e alcances. Estrutura da matéria. Modelo atômico: sua
utilização na explicação da interação da luz com diferentes meios.
Conceito de fóton. Fontes de luz. Estrutura nuclear: constituição dos
núcleos, sua estabilidade e vida média. Radioatividade, fissão e
fusão. Energia nuclear. Riscos, benefícios e procedimentos
adequados para o uso de radiações. Fontes de energia, seus usos
sociais e eventuais impactos ambientais.
FÓRUM DE DÚVIDAS
O fórum é um ambiente no qual, prevalecendo o respeito, ocorre a troca de informações
e o esclarecimento das suas dúvidas. O interessante é que você poderá ver as dúvidas de seus
colegas, que podem ser esclarecedoras. Para acessar o fórum, faça login na área do aluno e
busque pela opção “Fórum de Dúvidas”.
APRESENTAÇÃO PESSOAL
Para os que não me conhecem, meu nome é Lucas Costa e sou bacharel em Engenharia
Química, formado pela Universidade Federal Fluminense (2016) – UFF. Nessa mesma instituição
obtive o grau de Mestre em Engenharia Química em 2018.
Em 2009 obtive êxito nos seguintes vestibulares:
• 1º lugar em Engenharia Civil do CEFET-RJ
• 6º lugar em Medicina da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro – UNIRIO
• 3º lugar geral para engenharias através do ENEM na (PUC-RJ)
• Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ
• Engenharia Química na Universidade Federal Fluminense – UFF
• Engenharia Química na Universidade do Estado do Rio de Janeiro – UERJ
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 11
Consegui esses resultados pelo uso de um material direcionado e alinhado com as provas
anteriores do vestibular pretendido, isso é a chave para a aprovação.
Conte comigo em sua caminhada, e para ficar sabendo de todas as notícias relativas aos
mais diversos vestibulares ocorrendo em nosso país, recomendo que você siga as mídias sociais
do Estratégia Vestibulares. Sinta-se também convidado a seguir o meu perfil, no qual trarei
questões resolvidas e mais dicas para sua preparação.
ESTRATÉGIAVESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 12
1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Nesta aula 00, serão abordados os seguintes tópicos do seu edital:
• O Sistema Internacional de Unidades, algarismos significativos e a notação científica.
• Movimento: deslocamento, velocidade e aceleração (escalar e vetorial).
• Estudo dos vetores.
• Descrição de movimentos: movimento linear uniforme.
Os assuntos mencionados se enquadram no subtópico denominado Mecânica.
Estude as aulas iniciais de seu material com atenção redobrada! A Mecânica é um tema
bastante explorado e cobrado frequentemente em questões interdisciplinares.
2 - CONCEITOS INICIAIS: UMA INTRODUÇÃO À FÍSICA
Querido aluno, este pequeno capítulo é essencial para a correta resolução de,
praticamente, todas as questões da disciplina de Física do seu vestibular. Você já se deparou
com algum colega incapaz de conseguir gabaritar uma questão de Física, mesmo sabendo
resolvê-la? Ele provavelmente se esqueceu de algum dos pequenos conceitos aqui abordados.
Tenha a atenção redobrada neste tópico, que apesar de trazer conceitos simples, é capaz
de ser o diferencial necessário para a sua aprovação.
2.1 - O SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Em provas objetivas, as alternativas costumam apresentar a unidade correta para a
resposta desejada. Já em provas discursivas, a sua resposta numérica deve vir acompanhada
de alguma unidade de medida em todas as questões de Física, com exceção das grandezas
adimensionais.
Apesar de acreditar que o bom aluno será capaz de absorver naturalmente a informação
durante a resolução das questões, é recomendado ao estudante que decore estas unidades,
pois a maioria das questões cobra que as respostas sejam dadas segundo esse padrão. As sete
unidades base do SI são apresentadas a seguir:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 13
De forma mais detalhada, temos:
Grandeza Unidade de base Símbolo
comprimento metro [m]
massa quilograma [kg]
tempo, duração segundo [s]
corrente elétrica ampere [A]
temperatura
termodinâmica
kelvin [K]
quantidade de
substância
mol [mol]
intensidade luminosa candela [cd]
Tabela 00.1 – Grandezas de base a suas respectivas unidades do SI
Todas as outras grandezas decorrem das grandezas de base e são medidas a partir de
unidades derivadas. Seguem exemplos de algumas grandezas derivadas:
SI
kg
m
s
AK
mol
cd
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 14
Grandeza derivada Símbolo Unidade derivada Símbolo
área 𝐴 metro quadrado m2
volume 𝑉 metro cúbico m3
velocidade 𝑣 metro por segundo m/s
aceleração 𝑎 metro por segundo ao quadrado m/s2
número de ondas 𝜎, �̃� inverso do metro m-1
massa específica 𝜇 quilograma por metro cúbico kg/m3
campo magnético 𝐻 ampere por metro A/m
concentração 𝑐 mol por metro cúbico mol/m3
concentração de massa 𝜌, 𝛾 quilograma por metro cúbico kg/m3
índice de refração 𝑛 um 1
permeabilidade relativa 𝜇𝑟 um 1
Tabela 00.2 – Principais grandezas derivadas e as suas respectivas unidades derivadas
Existem grandezas adimensionais, as quais possuem como unidade para o SI o número
1. Essa unidade não deve ser representada para fins de prova.
Algumas unidades derivadas recebem nomenclaturas especiais, seja como forma de
homenagear o pesquisador que tenha trabalhado no tema relacionado à unidade, seja para
simplificar uma unidade que ficaria muito extensa.
Grandeza derivada Símbolo
Nome escolhido
para a Unidade
derivada
Expressão em termos
de outras unidades
ângulo plano 𝑟𝑎𝑑 radiano m/m = 1
frequência 𝐻𝑧 hertz s-1
força 𝑁 newton m kg s-2
pressão, tensão 𝑃𝑎 pascal N/m2 = m-1 kg s-2
energia, trabalho, quantidade de
calor
𝐽 joule N m = m2 kg s-2
potência, fluxo de energia 𝑊 watt J/s = m2 kg s-3
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 15
carga elétrica, quantidade de
eletricidade
𝐶 coulomb s A
diferença de potencial elétrico 𝑉 volt W/A = m2 kg s-3 A-1
resistência elétrica 𝛺 ohm V/A = m2 kg s-3 A-2
indução magnética 𝑇 tesla Wb/m2 = kg s-2 A-1
Tabela 00.3 – Grandezas derivadas de nomenclatura especial e o nome atribuído a
unidade derivada
Infelizmente, existem regiões do planeta que insistem em utilizar outros sistemas de
medidas, sendo o caso do Sistema Imperial, usado nos Estados Unidos da América, o caso mais
emblemático.
Outras unidades que fazem parte do nosso cotidiano como minutos, horas, toneladas,
dias, litros, dentre outras, possuem equivalência com o SI. Sempre que essa equivalência for
relevante para fins de prova, elas serão trazidas explicitamente no material.
Algumas unidades pouco usuais costumam ter as suas equivalências expressas nas
próprias questões. Na tabela abaixo seguem exemplos das unidades não pertencentes ao SI:
Grandeza Unidade Símbolo Relação com o SI
tempo minuto min 1 min = 60 s
tempo hora h 1 h = 3600 s
tempo dia d 1 d = 86400 s
volume litro L ou l 1 L = 1 dm3
massa tonelada t 1 t = 1000 kg
pressão bar bar 1 bar = 100 kPa
pressão milímetro de mercúrio mmHg 1 mmHg ≅ 133,3 Pa
comprimento angstrom2 Å 1 Å = 10-10 m
comprimento milha náutica M 1 M = 1852 m
força dina dyn 1 dyn = 10-5 N
Tabela 00.4 – Unidades usuais e não pertencentes ao SI
Finalmente, os prefixos do SI são um conjunto de múltiplos e submúltiplos das unidades
do SI. Eles são usados para representar valores muito maiores ou muito menores do que a
unidade do SI usada sem o prefixo.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 16
Alguns desses prefixos são tão usuais que muitos pensam ser uma unidade de fato, como
é o caso do quilômetro. O quilômetro [km] nada mais é que a unidade de comprimento metro [m]
acrescida do prefixo quilo, que equivale a 1000, ou 103. Desse modo, um quilômetro corresponde
a 1000 metros.
Alguns dos outros prefixos do SI são trazidos na tabela a seguir:
Símbolo Nome Fator Fator Nome Símbolo
d deci 10-1 101 deca da
c centi 10-2 102 hecto h
m mili 10-3 103 quilo k
µ micro 10-6 106 mega M
n nano 10-9 109 giga G
p pico 10-12 1012 tera T
f femto 10-15 1015 peta P
a atto 10-18 1018 exa E
z zepto 10-21 1021 zetta Z
y yocto 10-24 1024 yotta Y
Tabela 00.5 – Os prefixos do SI
Na sequência, trarei alguns exercícios que envolvem a análise dimensional. De forma
geral, o objetivo se resume a encontrar ou isolar alguma variável, para escrevermos a dimensão
dessa grandeza em função das outras que existem em uma certa relação.
Não fique preocupado caso desconheça algumas das relações que serão usadas, pois
elas aparecerão naturalmente ao longo do curso. Ao invés disso, foque em entender como as
variáveis são isoladas.
(2016/FUVEST/1ª FASE) Uma gota de chuva se forma no alto de uma nuvem espessa. À
medida que vai caindo dentro da nuvem, a massa da gota vai aumentando, e o incremento
de massa ∆𝒎, em um pequeno intervalo de tempo ∆𝒕, pode ser aproximado pela
expressão: ∆𝒎 = 𝜶 ∙ 𝒗 ∙ 𝑺 ∙ ∆𝒕, em que 𝜶 é uma constante, 𝒗 é a velocidade da gota, e 𝑺, a
área de sua superfície. No sistema internacional de unidades (SI), a constante 𝜶 é:
a) expressa em 𝑘𝑔 ∙ 𝑚3 b) expressa em 𝑘𝑔 ∙ 𝑚−3 c) expressa em 𝑚3 ∙
𝑠 ∙ 𝑘𝑔−1
b) expressa em 𝑚3 ∙ 𝑠−1 e) adimensional
Comentários
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 17
Sabemos que a massa no SI é expressa em 𝑘𝑔, o tempo em 𝑠, a velocidade em 𝑚/𝑠 e a
área de uma superfície em 𝑚2. Portanto, se conseguirmos isolar a constante 𝛼 na expressão
fornecida, iremos descobrir as unidades nas quais ela é expressa. Vamos começar pela
expressão fornecida.
∆𝑚 = 𝛼 ∙ 𝑣 ∙ 𝑆 ∙ ∆𝑡 Expressão fornecida no
enunciado
Vamos começar invertendo aequação fornecida no enunciado:
∆𝑚 = 𝛼 ∙ 𝑣 ∙ 𝑆 ∙ ∆𝑡
𝛼 ∙ 𝑣 ∙ 𝑆 ∙ ∆𝑡 = ∆𝑚
Agora podemos passar os termos, que não sejam o 𝛼, e que estejam à esquerda da
igualdade para o outro lado da expressão. Como o inverso da multiplicação é a divisão, esses
termos irão para o outro lado como a parte debaixo da fração:
𝛼 ∙ 𝑣 ∙ 𝑆 ∙ ∆𝑡 = ∆𝑚
𝛼 =
∆𝑚
𝑣 ∙ 𝑆 ∙ ∆𝑡
Já temos 𝛼 de forma isolada. Podemos substituir as unidades de cada um dos termos à
direita da igualdade:
𝛼 =
𝑘𝑔
𝑚
𝑠
∙ 𝑚2 ∙ 𝑠
Vamos simplificar o denominador da fração. Lembre-se que 𝑚 ∙ 𝑚2 = 𝑚3, visto que no
produto de termos com uma mesma base, mantemos a base e somamos os expoentes.
Também podemos cancelar o “𝑠” que está no numerador (parte de cima da fração) com
que está no denominador (parte debaixo da fração).
𝑚
𝑠
∙ 𝑚2 ∙ 𝑠 =
𝑚1 ∙ 𝑚2 ∙ 𝑠
𝑠
= 𝑚3
Agora podemos voltar à equação principal:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 18
𝛼 =
𝑘𝑔
𝑚3
Para finalizarmos a questão, lembre-se que um expoente negativo faz com que o termo
troque de posição entre o numerador e o denominador de uma fração, ou seja:
𝛼 =
𝑘𝑔
𝑚3
= 𝑘𝑔 ∙ 𝑚−3
Concluímos, portanto, que o gabarito é a letra B.
Gabarito: “b”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) O Sistema Internacional de Unidades teve as suas
unidades de base definidas a partir de valores exatos de algumas constantes físicas a
partir de 20 de maio de 2019. Denomina-se pressão a grandeza física que mede a razão
força que se exerce por unidade de área. Em homenagem a Blaise Pascal, nesse sistema
ela recebe o nome de Pascal. Também é interessante nos lembrarmos que, pela segunda
lei de Newton, podemos escrever a força como o produto da massa e da aceleração.
A unidade Pascal, em termos das unidades de base do SI (quilograma, metro e segundo)
vale
a)
𝑘𝑔2⋅𝑚2
𝑠
b)
𝑘𝑔⋅𝑠
𝑚2
c)
𝑚2⋅𝑠
𝑘𝑔
d) 𝑘𝑔 ⋅ 𝑚 ⋅ 𝑠
e)
𝑘𝑔
𝑚⋅𝑠2
Comentários:
Devemos fazer a análise dimensional da pressão. Não se preocupe quanto às definições
de pressão e força usadas durante a resolução dessa questão. Essas expressões virão em
momento apropriado durante o curso.
𝑃 =
𝐹
𝐴
[𝑃] =
𝑁
[𝑚2]
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 19
Convêm nos lembrarmos que a segunda lei de Newton diz que a força é dada pelo produto
entre massa e aceleração:
[𝑃] =
𝑚 ⋅ 𝑎
[𝑚2]
[𝑃] =
[𝑘𝑔] ⋅ [
𝑚
𝑠2
]
[𝑚2]
= [𝑘𝑔] ⋅ [
𝑚
𝑠2
] ⋅
1
[𝑚2]
[𝑃] = [𝑘𝑔] ⋅ [
𝑚
𝑠2
] ⋅
1
[𝑚2]
= [𝑘𝑔] ⋅ [
1
𝑠2
] ⋅
1
[𝑚]
[𝑃] = [𝑘𝑔] ⋅ [𝑚−1] ⋅ [𝑠−2]
Gabarito: “e”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) A lei da gravitação universal estabelece que a força de
atração entre dois corpos é diretamente proporcional ao produto de suas massas, e
inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. A Constante Gravitacional
Universal permite se escrever essa relação de proporcionalidade em forma de uma
igualdade e é definida por 𝑮, que vale aproximadamente
𝟔, 𝟔𝟕 ⋅ 𝟏𝟎−𝟏𝟏 𝒎𝟑 ⋅ 𝒌𝒈−𝟏 ⋅ 𝒔−𝟐 .
Quando expressa em centímetros, toneladas e segundos essa constante vale
a) 𝐺 = 6,67 ⋅ 10−20 𝑐𝑚3 ⋅ 𝑡𝑜𝑛−1 ⋅ 𝑠−2.
b) 𝐺 = 6,67 ⋅ 10−14 𝑐𝑚3 ⋅ 𝑡𝑜𝑛−1 ⋅ 𝑠−2.
c) 𝐺 = 6,67 ⋅ 10−8 𝑐𝑚3 ⋅ 𝑡𝑜𝑛−1 ⋅ 𝑠−2.
d) 𝐺 = 6,67 ⋅ 10−2 𝑐𝑚3 ⋅ 𝑡𝑜𝑛−1 ⋅ 𝑠−2.
e) 𝐺 = 6,67 ⋅ 10−22 𝑐𝑚3 ⋅ 𝑡𝑜𝑛−1 ⋅ 𝑠−2.
Comentários
Podemos transformar as grandezas usuais nas requisitadas pelo enunciado e multiplicar
pelo valor original da constante.
𝐺 = 6,67 ⋅ 10−11
(100 𝑐𝑚)³
0,001 𝑘𝑔 ⋅ 𝑠²
𝐺 = 6,67 ⋅ 10−11
106 𝑐𝑚
10−3 𝑡𝑜𝑛 ⋅ 𝑠2
= 6,67 ⋅ 10−11
109 𝑐𝑚³
𝑡𝑜𝑛 ⋅ 𝑠²
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 20
𝐺 = 6,67 ⋅ 10−2
𝑐𝑚³
𝑡𝑜𝑛 ⋅ 𝑠²
Gabarito: “d”.
(2020/INÉDITA/HENRIQUE GOULART) A Lei de Coulomb descreve a força elétrica entre
duas partículas eletricamente carregadas. Ela afirma que o módulo desta força, de atração
ou repulsão, é diretamente proporcional ao produto das quantidades de carga líquida de
cada partícula e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.
Analiticamente, a força é dada pela expressão abaixo.
𝑭𝒆𝒍 =
𝒌⋅𝑸𝟏⋅𝑸𝟐
𝒅𝟐
A constante “k” é a constante dielétrica do meio onde as cargas elétricas estão, cuja
unidade, no Sistema Internacional de Unidades (SI) é
a)
𝑚2
𝐶2
b)
𝑁
𝐶2
c)
𝑁
𝑚2
d)
𝑁⋅𝑚2
𝐶2
e)
𝐶2
𝑚2
Comentários
Ao se fazer uma análise dimensional das grandezas indicadas na Lei de Coulomb, temos
que as unidades, no SI, para força, é o newton, para as quantidades de carga líquida é o coulomb
e, para a distância, é o metro.
Assim, a unidade da constante eletrostática do meio fica:
[𝐹𝑒𝑙] =
[𝑘] ⋅ [𝑄1] ⋅ [𝑄2]
[𝑑]2
Como [Fel] = N, [Q1] = [Q2] = C e [d] = m, temos:
𝑁 =
[𝑘] ⋅ 𝐶 ⋅ 𝐶
𝑚2
[𝑘] =
𝑁 ⋅ 𝑚2
𝐶2
O símbolo [ ] indica “unidade de medida de”. A Constante Dielétrica do Meio leva a
unidade que é necessária para fazer valer a igualdade da equação, equalizando as dimensões
dos dois lados da igualdade.
Gabarito: “d”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 21
(2020/INÉDITA/HENRIQUE GOULART) A intensidade de uma onda eletromagnética emitida
por uma fonte pontual é definida como a potência emitida por unidade de área que, no
Sistema Internacional de Unidades, o SI, assume a unidade equivalente a
a) kg/m²s²
b) N kg/m²
c) kg/s³
d) kg/s²
Comentários
Intensidade é definida pela Potência por unidade de Área, conforme a relação abaixo:
𝐼 =
𝑃
𝐴
Potência é uma grandeza que relaciona Energia por unidade de tempo, medida em watt,
enquanto a área é dada em metro quadrado. Energia, por sua vez, é dada em joule, que equivale
a newton vezes metro. E, finalmente, o newton se equivale a quilograma vezes metro por
segundo ao quadrado.
Assim, podemos escrever a unidade equivalente de Intensidade como:
[𝐼] =
[𝑃]
[𝐴]
[𝐼] =
𝑊
𝑚2
=
𝐽/𝑠
𝑚2
=
𝑁 ⋅ 𝑚/𝑠
𝑚2
=
𝑘𝑔 ⋅ 𝑚/𝑠2 ⋅ 𝑚/𝑠
𝑚2
Assim, podemos fazer algumas simplificações:
[𝐼] =
𝑘𝑔
𝑠3
Gabarito: “c”.
2.2 - ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS
Vamos fazer a leitura do comprimento de um objeto representado pelo traço de cor
vermelha. Suponha que você tenha à sua disposição duas réguas: uma graduada nos
centímetros e outra nos milímetros. Qual seria a leitura que você faria em cada caso?
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 22
Na primeira régua, um valor como 6,4 seria considerado uma medida correta. Isso
acontece porque o 6 é um algarismo efetivamente lido por meio do aparelho, ao passo que o 4
é um algarismo duvidoso. Alguém poderia ter lido o valor como 6,5 e essa leitura também
estaria correta.
Já na segunda régua, é esperada uma medida como 6,57. Nesse caso os algarismos 6 e
5 são efetivamente lidos, ao passo que o 7 é um algarismo duvidoso.
Os algarismos significativos de uma medida são todos os algarismos efetivamente
lidos por uma pessoa utilizando algum aparelho como uma balança, régua ou qualquer outro
instrumento de aferição, acrescidos de mais um algarismo, denominado algarismo
duvidoso, que vem ao final da leitura.
Portanto, a leitura 6,4 é composta por um algarismo efetivamente lido e um duvidoso,
somando dois algarismos significativos. Por outro lado, a leitura 6,57 é composta por dois
algarismos efetivamente lidos e mais um duvidoso, sendo assim, ela é mais precisa em
comparação à primeira leitura.
A régua graduada nos milímetros tem uma precisão maior, isso nos permite
colher um número maior de algarismos significativos a cada leitura, quando
comparada à régua graduada nos centímetros.
Se uma medida é apresentada como3,000 g, dizemos que ela possui 4 algarismos
significativos e que a precisão do instrumento vai até o centigrama, pois o algarismo duvidoso
está na casa dos miligramas. Não confunda com 0,0030 g: nesse caso os três primeiros zeros
nada aferiram, então não são considerados algarismos significativos.
Quando encontramos um valor como 4,45 ou 4,45 ∙ 104, é fácil identificarmos que 3
algarismos significativos são fornecidos. O problema está em um valor como 4000 ou 2500.
Nesses casos, quantos algarismos significativos são fornecidos?
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 23
O mais usual é que se considerem os 4 como algarismos significativos. Porém, existem
provas que podem considerar somente um ou dois algarismos significativos nessas leituras. Para
sanar problemas como esse, é recomendado o uso da notação científica.
2.2.1 – Arredondamentos
Arredondamentos são muito úteis quando temos mais algarismos significativos do que
podemos representar.
Suponha que você tenha medido a massa de uma bolinha de gude com uma balança com 4
algarismos significativos e tenha encontrado o valor de 4,892 g. Como esse valor seria escrito
com 3, 2 e 1 algarismo significativo, usando arredondamentos?
2.3 - NOTAÇÃO CIENTÍFICA E ORDEM DE GRANDEZA
Primeiramente, cuidado! Os dois conceitos, apesar de quase sempre estudados em
conjunto, são diferentes.
2.3.1 - A notação científica
A notação científica nada mais é do que a escrita de valores utilizando potências de
10. Ela deve ser composta por dois termos, o primeiro sempre superior ao número 1 e inferior ao
número 10, e o outro uma potência de 10. Tal como no exemplo abaixo:
2,0 ∙ 105
A notação científica é útil para expressar valores muito grandes ou muito pequenos,
facilitar contas e eliminar dúvidas quanto ao número de algarismos significativos de uma medida.
Como descobrir o número a qual a potência de dez deve ser elevada?
Contando-se o número de casas decimais da posição onde ela deve parar até a última
casa à direita no valor original.
No exemplo anterior foram usados dois algarismos significativos. Isso não decorreu de
nenhuma regra, foi somente uma preferência pessoal.
3
a
lg
ar
is
m
o
s
si
gn
if
ic
at
iv
o
s
4,89g 2 alga
ri
sm
o
s
si
gn
if
ic
at
iv
o
s
4,9 g 1 alga
ri
sm
o
si
gn
if
ic
at
iv
o
5 g
7600 7,6,0,0, 7,6 . 103
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 24
2.3.2 - A ordem de grandeza
A ordem de grandeza é uma estimativa usada quando não se tem certeza quanto a um
valor e busca-se somente um guia, um valor próximo ao real.
Uma ordem de grandeza é retirada de uma notação científica: caso o valor anterior à
potência de 10 na notação científica seja inferior a √𝟏𝟎, aproximadamente 3,16, então
somente a potência de 10 é mantida. Caso o valor anterior seja superior a √𝟏𝟎, então a
potência de 10 é acrescida de um em seu expoente.
Note que no exemplo abaixo o 7,6 é maior que 3,16. Por isso, a ordem de grandeza
proveniente de 7,6 ∙ 103 deverá ser 104.
Existem autores que adotam a referência no valor 5,00, ao invés de √10. Com isso,
teremos um problema na região entre 3,16 e 5,00: devemos acrescer um algarismo à potência
de dez nesses casos?
Os elaboradores de provas costumam evitar que as respostas finais fiquem nesse
intervalo. Outra tática das bancas é pedir para o candidato responder “o valor mais próximo” ou
invés da ordem de grandeza. Nesse caso, use o 5 no lugar de √10, como valor referência para
acrescer ou não a casa extra na potência de 10.
De qualquer forma, dentro do mundo acadêmico a forma mais aceita é que a ordem de
grandeza proveniente da notação científica deverá ser a potência de 10 acrescida de uma
unidade quando o valor a frente é superior a √10.
Notação científica
Valor anterior à
potência de 10
maior que 3,16
A ordem de grandeza
será a potência de 10
acrescida de uma
unidade.
Valor anterior à
potência de 10
menor que 3,16
A ordem de grandeza
será a própria
potência de 10.
7600
(leitura bruta)
7,6 . 103
(notação
científica)
104
(ordem de
grandeza)
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 25
O valor √𝟏𝟎 não é escolhido de forma aleatória.
Perceba que a ordem de grandeza representa uma potência de base 10. Portanto, é
razoável que a metade entre 102 e 103, por exemplo, seja 102,5.
Dessa forma, o limiar entre uma ordem de grandeza e a seguinte deverá ser 100,5,
que é equivalente a 101/2, ou √10.
Por fim, vamos converter alguns valores em notação científica e depois em ordem de
grandeza:
Valor
original
Número de algarismos
significativos
pretendido
Notação científica
Ordem de
grandeza
3100 2 3,1 ∙ 103 103
8389 2 8,4 ∙ 103 104
0,00008389 2 8,4 ∙ 10−5 10−4
0,00002 4 2,000 ∙ 10−5 10−5
1009,84 3 1,01 ∙ 103 103
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) A doença do coronavírus (COVID-19) é uma doença
infecciosa causada por um coronavírus recém-descoberto. A maioria das pessoas que
adoece em decorrência da COVID-19 apresentará sintomas leves a moderados e se
recuperará sem tratamento especial.
www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019 Traduzido por SDL Inc.
Durante a crise do novo coronavírus, diversas empresas têm buscado produzir vacinas
em velocidades recordes. Em uma das vacinas, a dose recomendada do princípio ativo é
de 𝟑, 𝟎 𝝁𝒈. Considerando que um determinado país tenha comprado 𝟎, 𝟐𝟒 𝒌𝒈 desse
princípio ativo para a produção de vacinas, e que todo o insumo possa ser usado sem
desperdícios, a quantidade de doses de vacina que poderão ser produzidas será de
a) 8,0 ⋅ 107
b) 7,2 ⋅ 106
c) 4,0 ⋅ 105
d) 3,6 ⋅ 107
e) 1,3 ⋅ 106
Comentários
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 26
Padronizando as unidades de massa informadas no enunciado, temos:
3,0 𝜇𝑔 = 3,0 ⋅ 10−6 𝑔
0,24 𝑘𝑔 = 240 𝑔
Agora que as massas estão na mesma unidade, podemos fazer a divisão para encontrar
a quantidade de doses 𝐷:
𝐷 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑛𝑎
𝐷 =
240
3,0 ⋅ 10−6
= 80 ⋅ 106 = 8,0 ⋅ 107
Gabarito: “a”.
3 - O ESTUDO DOS VETORES
Figura 00.01 – Um móvel se deslocando em uma trajetória retilínea.
Suponha uma partícula se deslocando em linha reta. Ela poderá somente andar em uma
direção. Já em relação ao sentido de seu movimento ela poderá se deslocar da direita para a
esquerda ou vice-versa. O módulo de sua velocidade é uma maneira de quantificar o quanto a
partícula se desloca com o tempo.
Expandindo esse raciocínio, no caso de uma partícula que se move em qualquer outra
trajetória, é necessário um vetor para indicar a direção e o sentido da partícula. Vamos nos
recordar como é feita a soma vetorial.
Caso os vetores compartilhem a mesma direção, então basta somar ou subtrair seus
módulos, conforme o sentido por eles indicado.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 27
Figura 00.02 – Soma de vetores que compartilham a mesma direção.
No caso de vetores perpendiculares, devemos utilizar a relação proposta por Pitágoras, já
que é possível formar um triângulo retângulo com os vetores a serem somados a⃗ e b⃗ como
catetos e o vetor resultante S⃗ como a hipotenusa.
Figura 00.03 – Soma de vetores perpendiculares entre si.
|𝐒 |
𝟐
= |�⃗� |𝟐 + |𝐛 |
𝟐
Soma de vetores perpendiculares entre
si
3.1 - REGRA DO PARALELOGRAMO
A regra do paralelogramo é utilizada para calcular a soma de dois vetores quando o ângulo
entre eles é conhecido. Geralmente, quando usamos esse método utilizamos a lei dos cossenos
para determinarmos o módulo do vetor resultante.
Vamos nos recordar de duas leisimportantes da geometria plana para um triângulo
qualquer:
Figura 00.04 – Um triângulo qualquer.
3.1.1 – A lei dos senos
𝑎
𝑠𝑒𝑛𝛼
=
𝑏
𝑠𝑒𝑛𝛽
=
𝑐
𝑠𝑒𝑛𝛾
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 28
3.1.2 – A Lei dos cossenos
𝑎2 = 𝑏2 + 𝑐2 − 2. 𝑏. 𝑐. 𝑐𝑜𝑠(𝛼)
𝑏2 = 𝑎2 + 𝑐2 − 2. 𝑎. 𝑐. 𝑐𝑜𝑠(𝛽)
𝑐2 = 𝑎2 + 𝑏2 − 2. 𝑎. 𝑏. 𝑐𝑜𝑠(𝛾)
Para aplicarmos a regra do paralelogramo, podemos seguir um passo a passo:
1. Colocamos os dois vetores com origem em comum (ponto O) e construirmos um
paralelogramo, fazendo linhas tracejadas paralelas aos vetores, passando pelas
extremidades dos operandos.
2. Em seguida, ligamos a origem dos vetores (ponto O) ao encontro das linhas tracejadas
(ponto C), determinando o vetor resultante 𝑠 = 𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗ ⃗, conforme figura abaixo:
Figura 00.05 - Processo de soma de vetores pela regra do paralelogramo.
Perceba que o vetor resultante é dado pelo início de um dos vetores até o final do vetor
projetado, como mostrado na última figura, na qual o vetor �⃗� foi transladado até a posição
superior. Veja esse processo novamente, e tenha muito cuidado com a posição do ângulo 𝜃, que
nos interessa na soma vetorial.
Figura 00.06 - A translação do vetor �⃗⃗� para formação do vetor resultante �⃗� .
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 29
O ângulo 𝜃, que deve ser usado na soma vetorial não é o ângulo entre os vetores,
mas sim o seu suplemento, ou seja, o quanto lhe falta até 180°. Lembre-se que o
cosseno dos ângulos no segundo quadrante, entre 90° e 180°, é sempre negativo.
Infelizmente, o método do paralelogramo é limitado à soma de dois vetores apenas. Para
somar mais vetores, precisaríamos aplicar a regra do paralelogramo para dois vetores, a partir
do resultante aplicar novamente a regra e assim sucessivamente. Isso torna o método nada
prático para o caso da soma de 𝑛 vetores.
A partir da lei dos cossenos e da regra do paralelogramo, quando o ângulo entre os dois
vetores não for de 90° e eles não forem colineares (de mesma direção) teremos que usar a lei
dos cossenos para determinar o módulo do vetor resultante.
Trarei novamente essa relação. Repare que precisaremos saber o módulo de cada um dos
vetores a ser somado e também o ângulo formado entre os dois vetores.
Figura 00.07 – Soma de vetores com um ângulo 𝜶 qualquer entre si.
|𝐒 |
𝟐
= |�⃗� |𝟐 + |𝐛 |
𝟐
− 𝟐 ∙ |�⃗� | ∙ |𝐛 | ∙ 𝐜𝐨𝐬 𝜽 Soma de vetores
com um ângulo 𝜽
entre si
(2019/INÉDITA) Determine o módulo do vetor resultante sabendo que �⃗⃗� e �⃗⃗� são
representados logo abaixo. Dados |�⃗⃗� | = 𝟑 e |�⃗⃗� | = 𝟓.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 30
Comentários
Inicialmente, encontraremos o vetor resultante 𝑠 = 𝑎 + �⃗� pela regra do paralelogramo, e
determinaremos seu módulo utilizando a lei dos cossenos:
Aplicando a lei dos cossenos no triângulo ABC, tendo o cuidado de lembrar que o ângulo
𝜃 fica posicionado entre o vetor �⃗� e a translação do vetor 𝑎 , logo, vale 180° − 60°, temos:
|𝑠 |2 = |𝑎 |2 + |�⃗� |
2
− 2 ⋅ |𝑎 | ⋅ |�⃗� | ⋅ cos(180° − 60°)
|𝑠 |2 = |𝑎 |2 + |�⃗� |
2
− 2 ⋅ |𝑎 | ⋅ |�⃗� | ⋅ cos(120°)
|𝑠 |2 = 32 + 52 − 2 ⋅ 3 ⋅ 5 ⋅ (−
1
2
)
|𝑠 |2 = 32 + 52−2 ⋅ 3 ⋅ 5 ⋅ (−
1
2
)
|𝑠 |2 = 32 + 52 + 3 ⋅ 5
|𝑠 | = √49 = 7
Gabarito: |�⃗� | = 𝟕
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 31
(2019/INÉDITA) Qual das alternativas abaixo é uma relação verdadeira entre os vetores �⃗⃗� ,
�⃗⃗� , �⃗� e �⃗⃗� .
a) 𝑎 + �⃗� = 𝑐 + 𝑑
b) 𝑎 + 𝑐 = 𝑑 + �⃗�
c) 𝑎 + 𝑑 = 𝑐 + �⃗�
d) 𝑎 + �⃗� + 𝑐 + 𝑑 = 0⃗
e) 𝑎 + �⃗� + 𝑐 = 𝑑
Comentários
Ao fazermos a soma vetorial entre 𝑎 e 𝑑 , vemos que o vetor resultante é de mesmo
módulo, direção e sentido ao vetor 𝑐 + �⃗� . Podemos perceber isso pelo fato de 𝑎 e �⃗�
compartilharem a mesma origem, e 𝑐 e 𝑑 o mesmo destino.
Gabarito: “c”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Na superfície de um lago de águas calmas, dois
rebocadores exercem em um navio as forças �⃗⃗� e �⃗⃗� , separadas por um ângulo de 120°.
O módulo do vetor diferença entre �⃗⃗� e �⃗⃗� é próximo de
a) 15 𝑘𝑁
b) 21 𝑘𝑁
c) 24 𝑘𝑁
d) 31 𝑘𝑁
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 32
e) 48 𝑘𝑁
Note e adote
Os módulos dos vetores são |𝑎 | = 16 𝑘𝑁 e |�⃗� | = 20 𝑘𝑁.
Se precisar, use √61 ≅ 7,8.
Comentários
Podemos determinar o vetor diferença geometricamente, ligando a extremidade do
segundo vetor a extremidade do primeiro. Em seguida, calcularemos o seu módulo.
Pela Lei dos cossenos, para o triângulo formado pelos vetores, temos:
|𝑑 |
2
= |𝑎 |2 + |�⃗� |
2
− 2|𝑎 | ⋅ |�⃗� | ⋅ cos(120°)
|𝑑 |
2
= 162 + 202 − 2 ⋅ 16 ⋅ 20 ⋅ (−
1
2
)
|𝑑 |
2
= 256 + 400 + 320 = 976
|𝑑 | = √976 = √24 ⋅ 61 = 4 ⋅ √61
|𝑑 | = 4 ⋅ 7,8 = 31,2 𝑘𝑁
Gabarito: “d”.
4 - MOVIMENTO: DESLOCAMENTO E VELOCIDADE
A parte da Física responsável por estudar os movimentos é denominada Cinemática.
Quando estudamos o movimento de uma grandeza escalar estaremos tratando da Cinemática
escalar. Por outro lado, a Cinemática vetorial trata do movimento de grandezas vetoriais.
Grandezas escalares podem ser definidas somente pelo seu módulo.
Mas qual a diferença prática entre uma grandeza vetorial e uma escalar?
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 33
Nunca podemos tomar algo como uma verdade absoluta, sobretudo na Física. Contudo,
existem grandezas que são conhecidas por apresentar natureza escalar, são elas o tempo,
a temperatura, a massa, o trabalho de uma Força, o volume de um corpo, dentre outras.
Também existem as grandezas que são conhecidamente vetoriais, tais como a força, a
aceleração, a velocidade e o deslocamento.
Tenha em mente: uma grandeza escalar pode ser definida apenas por seu módulo,
ao passo que uma grandeza vetorial necessita de módulo, direção e sentido.
Quando um automóvel se move em uma rodovia e seu velocímetro assinala 80 𝑘𝑚 ℎ⁄ , a
sua velocidade é uma grandeza vetorial? Ele desenvolve 80 𝑘𝑚 a cada hora, mas em qual
direção e em qual sentido? Perceba que a informação se torna incompleta quando a direção e
o sentido não são fornecidos.
Fique atento a esses exemplos clássicos, pois a chance de que o examinador espere que
você resolva as questões considerando a natureza escalar ou vetorial deles é grande.
4.1 - CONCEITOS IMPORTANTES
Nesse subtópico trarei os principais conceitos necessários para o entendimento do
movimento do ponto de vista da disciplina de Física.
4.1.1 - Instante e intervalo de tempo
O instante de tempo é o momento na qual o tempo é registrado. O instante na qual o
tempo inicial está associado, 𝑡0, costuma ser chamado de origem dos tempos.
Já o intervalo de tempo é aquele marcado por um cronômetro entre o início e o fim de
um evento, seja ele o movimento de um corpo ou o período de duração de uma aula. Ele é
normalmente marcado em minutos, horas ou segundos, sendo esse último a sua unidade
padronizada no SI.
• Módulo
Grandeza
escalar
• Módulo
• Direção
• Sentido
Grandeza
vetorial
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 34
4.1.2 - Ponto material e corpo extenso
Quando as dimensões de um determinado ponto são desprezíveis no estudo de um
determinado fenômeno, denomina-se esse um ponto material. Por outro lado, quando as
dimensões do corpo devem ser consideradas, esse será um corpo extenso.
Um mesmo corpo pode ser considerado um ponto material ou um corpo extenso,
dependendo da situação estudada.
Vamos tomar como exemplo um veículo de lançamento reutilizável, popularmenteconhecido como um foguete. Quando calculado o seu tempo de viagem desde o lançamento até
o seu destino em órbita, as suas dimensões podem ser desprezadas, se comparadas com o
tamanho de seu percurso, ou seja, ele pode ser considerado um ponto material.
Por outro lado, quando o veículo é manobrado e transportado dentro de uma base de
lançamento as suas dimensões são cuidadosamente consideradas. Nesse cenário ele é
considerado um corpo extenso.
4.1.3 - Referencial, movimento e repouso
Imagine-se dentro de um ônibus em movimento. No velocímetro do veículo lê-se 50 𝑘𝑚 ℎ⁄ .
Você está em movimento em relação ao ônibus? O ônibus está em movimento em relação a via?
Você está em movimento em relação a via?
Logicamente, estando sentado em seu assento, você não estará em movimento em
relação ao ônibus, porém, esse estará em movimento em relação à via. E você também
estará em movimento em relação à via.
Dizemos que um corpo está em repouso (parado) se sua posição não varia com o passar
do tempo. Caso sua posição se altere com o passar do tempo dizemos que o corpo está em
movimento. Contudo, é possível que um corpo esteja em repouso em relação a um determinado
referencial e em movimento em relação a outro.
4.1.4 - Distância percorrida e deslocamento vetorial
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 35
Esses dois conceitos são amplamente confundidos. Imagine um carro percorrendo
um trajeto entre uma cidade A e outra cidade B. O quanto o hodômetro (instrumento
que marca a quilometragem) do carro aferir dentre uma cidade e outra é a distância
percorrida. Agora imagine um helicóptero fazendo um trajeto retilíneo (em linha
reta) entre as cidades A e B: essa seria o deslocamento vetorial entre as duas
cidades.
A distância pode ser aferida em quilômetros, decímetros, milhas, jardas, pés, dentro
outros. Porém a sua unidade padronizada no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o metro.
Vamos tomar um exemplo para ilustrar essa definição: um corpo vai de uma posição 𝑺𝟏 =
𝟐𝟎 𝒌𝒎 até outra 𝑺𝟐 = 𝟖𝟎𝒌𝒎 e depois migra para 𝑺𝟑 = 𝟒𝟎𝒌𝒎, assim, temos que:
A distância percorrida será de 60 𝑘𝑚 + 40 𝑘𝑚 = 100 𝑘𝑚. Note que de 𝑆1 = 20 𝑘𝑚 até 𝑆2 =
80 𝑘𝑚 temos a distância percorrida de 60 𝑘𝑚 e de 𝑆2 = 80 𝑘𝑚 até 𝑆3 = 40 𝑘𝑚 a distância
percorrida é de 40 𝑘𝑚.
Já o deslocamento vetorial será de 20 𝑘𝑚, visto que do ponto inicial 𝑆1 = 20 𝑘𝑚 ao ponto
final do percurso 𝑆3 = 40 𝑘𝑚, temos o deslocamento de 20 𝑘𝑚.
4.1.5 - Trajetória
A trajetória de um corpo é o caminho que ele percorre. Geralmente as questões abordam
trajetórias lineares (em linha reta) ou circulares.
A trajetória pode variar conforme o referencial. Imagine um garoto dentro de um ônibus
que solta uma bola. Para o rapaz, a bola faz uma simples trajetória vertical.
Figura 00.08 – A trajetória vertical da bola, tomando o rapaz como referencial.
Imagine agora que uma pessoa num ponto de ônibus seja capaz de enxergar a trajetória
desenvolvida pela bola. Para essa pessoa, a bola descreve uma trajetória parabólica.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 36
Figura 00.09 – A trajetória parabólica da bola, tomando um referencial externo.
Esse conceito já foi cobrado:
(2000/UFMG) Julia está andando de bicicleta, com velocidade constante, quando deixa cair
uma moeda. Tomás está parado na rua e vê a moeda cair. Assinale a alternativa em que
melhor estão representadas as trajetórias da moeda, como observadas por Júlia e por
Tomás.
a)
b)
c)
d)
Comentário
Pelo referencial de Júlia, não existe movimento relativo na horizontal entre a moeda e a
Júlia andando de bicicleta, pois a moeda sai com a mesma velocidade horizontal que Júlia.
Então, Júlia vê a moeda cair na vertical.
Por outro lado, Tomás, parado na rua, vê a composição do movimento horizontal junto
com o movimento vertical da moeda. Ele vê a moeda indo “para a frente”, na direção do
deslocamento de Júlia, e, ao mesmo tempo, vê a moeda caindo na vertical. Essa composição de
movimento descreve uma trajetória curva, formando um arco de parábola.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 37
Gabarito: “c”.
4.1.6 - Velocidade
Intuitivamente, a velocidade de um corpo está associada com a rapidez que ocorre o seu
deslocamento. Se um carro é capaz de atravessar uma ponte em 10 segundos a qual um ônibus
demora 20 segundos para atravessar, dizemos que o carro fez a travessia de maneira mais veloz.
4.1.7 - Tipos de movimento
No movimento progressivo o móvel se desloca no mesmo sentido de orientação do eixo
da trajetória. Isso implica variação da posição positiva ∆𝑆 > 0 e, por consequência, velocidade
positiva 𝑉 > 0.
Figura 00.10 – O movimento progressivo. Repare que o móvel se desloca segundo o
sentido crescente da marcação da quilometragem.
De maneira contrária, no movimento retrógrado o móvel se desloca no sentido oposto ao
de orientação do eixo da trajetória. Isso implica variação da posição negativa ∆𝑆 < 0 e, por
consequência, velocidade negativa 𝑣 < 0.
Figura 00.11 – O movimento progressivo. Repare que o móvel se desloca segundo o
sentido decrescente da marcação da quilometragem.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 38
4.2 - O MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORME
O movimento retilíneo e uniforme (MRU) se caracteriza pelo deslocamento de um corpo
em uma trajetória retilínea (em linha reta) e com velocidade constante (uniforme). A única
equação, de fato, utilizada em questões desse conteúdo é a da velocidade.
4.2.1 - A velocidade para o MRU
A velocidade, para o movimento retilíneo e uniforme, se caracteriza pela razão entre a
variação da posição, ou deslocamento, e o tempo gasto durante esse movimento.
�⃗⃗� =
∆�⃗⃗�
∆𝒕
Velocidade para o MRU
[�⃗⃗� ] =
𝒎
𝒔
(𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔 𝒑𝒐𝒓 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐) [𝑺] = 𝒎 (𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔) [𝒕] = 𝒔 (𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔)
É comum utilizarmos uma pequena seta acima da grandeza que queremos destacar. Caso
essa grandeza seja vetorial, então utilizamos a seta, caso seja escalar, a omitimos.
Note que durante este curso, sempre que uma nova equação for introduzida, as unidades
das grandezas envolvidas serão expressas. Destaca-se que a grandeza velocidade tem como
unidade padrão no SI o metro por segundo, ou [𝑚/𝑠].
A velocidade de um corpo pode definida pela razão entre sua distância percorrida e o
intervalo de tempo ou pela razão entre seu deslocamento e o intervalo de tempo. No
primeiro caso temos a chamada velocidade média, e no segundo simplesmente a velocidade.
Veja como como isso é cobrado:
(1998/PUC CAMPINAS/MODIFICADA) Num bairro, onde todos os quarteirões são
quadrados e as ruas paralelas distam 𝟏𝟎𝟎 𝒎 uma da outra, um transeunte faz o percurso
de P a Q pela trajetória representada no esquema a seguir.
a) Qual a distância percorrida pelo transeunte?
b) Qual o seu deslocamento vetorial?
c) Supondo que ele demorou 15 minutos para percorrer este percurso, qual a sua
velocidade média? E a sua velocidade considerando o deslocamento vetorial?
Comentários
Sabendo que cada quarteirão mede 100 𝑚 podemos pela figura deduzir que a distância
total percorrida é de 700 𝑚. Sabemos que 1 minuto equivale a 60 𝑠, portanto o tempo total de
caminhada foi de 900 𝑠.
Podemos escrever a razão entre a distância percorrida e o tempo total de caminhada para
determinarmos a velocidade média:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 39
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
=
700
900
≅ 0,78 𝑚 𝑠⁄
Velocidade
escalar
Para determinarmos o deslocamento vetorial é preciso calcular a menor distância entre os
pontos P e Q. Para isso podemos traçar uma linha reta na figura. Com isso percebe-seque é
possível calcular a distância d através do cálculo da hipotenusa do triângulo retângulo destacado.
Aplicando o Teorema de Pitágoras temos que:
𝑑2 = 3002 + 4002 Deslocamento vetorial
𝑑2 = 9000 + 16000 = 25000
𝑑 = √25000 = 500 𝑚
E, por fim, podemos calcular a velocidade vetorial da seguinte maneira:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
=
500
900
≅ 0,56 𝑚 𝑠⁄
Velocidade vetorial
Gabarito: a) ∆𝑺 = 𝟕𝟎𝟎 𝐦 b) 𝒅 = 𝟓𝟎𝟎 𝐦 c) 𝒗 ≅ 𝟎, 𝟕𝟖 𝒎 𝒔⁄ d) �⃗⃗� ≅ 𝟎, 𝟓𝟔 𝒎 𝒔⁄ .
(2019/Inédita) Suponha que durante uma olhada rápida para a tela do celular para checar
uma notificação, um motorista pode ficar sem prestar atenção na via por até 𝟐 𝒔. Se esse
motorista estiver dirigindo a 𝟑𝟎 𝒎/𝒔 em uma rodovia, qual a distância que ele irá percorrer
sem ter prestado atenção à via?
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 40
Comentários
Podemos calcular a distância usando a relação da velocidade para o MRU:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
Ao isolarmos a distância nessa relação, temos:
∆𝑆 = 𝑣 ∙ ∆𝑡
Por fim, substituindo-se os valores fornecidos:
∆𝑆 = 𝑣 ∙ ∆𝑡 = 30 ∙ 2 = 60 𝑚
Gabarito: ∆𝑺 = 𝟔𝟎 𝒎
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Um arqueiro profissional flechou um alvo que estava
distante dele de 90 metros. Sabendo que a velocidade média do objeto voador foi de 180
km/h, o tempo decorrido entre o instante que ele dispara a flecha e aquele que ele escuta
o seu impacto no alvo é próximo de
Note e adote:
- Considere o ar em repouso e ignore sua resistência
- Velocidade do som no ar: 360 m/s
a) 0,8 𝑠.
b) 1,4 𝑠.
c) 2,0 𝑠.
d) 2,6 𝑠.
e) 3,2 𝑠.
Comentários
O tempo que a flecha levou para chegar ao alvo foi de:
𝑣𝑚 =
Δ𝑆
Δ𝑡
∴ Δ𝑡1 =
90𝑚
180 ⋅ (1/3,6)𝑚/𝑠
= 1,8 𝑠
O tempo que o som do impacto leva para chegar ao arqueiro é de:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 41
𝑣𝑚 =
Δ𝑆
Δ𝑡
∴ Δ𝑡2 =
90𝑚
360 𝑚/𝑠
= 0,25 𝑠
Então o tempo total é de 2,05 segundos, que é aproximadamente 2,0 s.
Gabarito: “c”.
(2020/INÉDITA/HENRIQUE GOULART) Neil Armstrong, Buzz Aldrin e Michael Collins
partiram da Lua há 50 anos atrás, mas um dos experimentos que eles deixaram para trás
continua retornando novos dados até hoje: os retrorrefletores. Junto com os astronautas
da Apollo 11, os da Apollo 14 e 15 também deixaram mais desses “espelhos” na superfície
lunar.
https://rocketsciencebrasil.com/2020/02/20/o-experimento-da-apollo-11-que-continua-funcionando/
Sabendo-se que a luz se propaga a uma velocidade de 300000km/s e que a distância que
separa a Terra e a Lua é cerca de 400000km, o tempo que um feixe de laser emitido daqui
da Terra leva para ser refletido na Lua e voltar vale
a) cerca de um segundo.
b) cerca de dois segundos.
c) igual a 4/3 de segundo.
d) pouco menos de três segundos.
e) pouco mais de três segundos.
Comentários
A relação entre velocidade, distância e tempo é dada pela equação abaixo:
∆𝑆 = 𝑣 ⋅ 𝑡
A distância percorrida pelo laser para ir e voltar é igual ao dobro da distância Terra-Lua,
2x400000 = 800000km. Além disso, a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas
vale 300000km/s.
Assim, podemos calcular o tempo que levou um feixe de laser para sair e retornar à Terra,
sendo refletido na superfície da Lua:
800000 = 300000 ⋅ 𝑡
𝑡 =
800000
300000
=
8
3
≅ 2,7 𝑠
O tempo de 2,7s é um pouco menos de três segundos.
Gabarito: “d”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 42
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) A pandemia de coronavírus trouxe a necessidade de
isolamento social e fechou inúmeras fronteiras. Com isso, um dos setores mais afetados
foi o do turismo. E esse cenário pode trazer uma mudança no comportamento dos
consumidores pós-pandemia. Segundo especialistas, as viagens nacionais e de carro
devem voltar ao radar.
valorinveste.globo.com/objetivo/organize-as-contas/noticia/2020/07/14/viagens-nacionais-e-de-carro-voltam-ao-radar-
com-pandemia-afirmam-especialistas.ghtml
As viagens de carro devem voltar ao radar no pós-pandemia. Hoje, podemos exaltar que
um dos trechos mais utilizados é o trajeto entre a cidade do Rio de Janeiro e a de São
Paulo. Caso mantida a velocidade constante de 80 km/h, o tempo total gasto nesse trajeto
é de 5 horas e 42 minutos. Nesse cenário, o volume de gasolina necessário para o trajeto
será próximo de
Dados: Consumo de Gasolina: 12 km/l.
a) 12 l
b) 24 l
c) 38 l
d) 29 l
e) 46 l
Comentários
Inicialmente, devemos encontrar a distância entre RJ e SP. Para isso, temos:
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒: 80 𝑘𝑚/ℎ
𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜: 5ℎ 42𝑚𝑖𝑛
Da expressão da velocidade, temos:
𝑣 =
Δ𝑆
Δ𝑡
→ Δ𝑆 = 𝑣 ⋅ Δ𝑡
Entretanto, antes de substituirmos na fórmula, devemos converter o tempo para horas:
5ℎ42𝑚𝑖𝑛 → 5ℎ +
42
60
ℎ →
50
10
ℎ +
7
10
ℎ =
57
10
ℎ = 5,7ℎ
Assim, podemos aplicar a fórmula:
Δ𝑆 = 𝑣 ⋅ Δ𝑡 = 80
𝑘𝑚
ℎ
⋅ 5,7ℎ ⇒ Δ𝑆 = 456 𝑘𝑚
Agora que temos a distância, podemos saber quantos litros de gasolina foram
necessários, aplicando a razão dada:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 43
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 =
𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎
𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
= 12
𝑘𝑚
𝑙
12 =
456
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
→ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 =
456
12
= 38 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
Gabarito: “c”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) No norte do nosso país existe uma grande quantidade de
ribeirinhos, pessoas que moram nas margens dos extensos rios que cortam a região.
Muitos deles utilizam barcos e canoas como principal meio de transporte.
Considere um desses moradores tentando atravessar um rio com a distância de 350
metros entre as margens paralelas e uma correnteza que traz uma velocidade média de
𝟏, 𝟎𝟎 𝒎/𝒔. Para chegar a um ponto que se encontra na outra margem, a 100 metros de sua
casa rio abaixo, ele rema com uma velocidade constante de 𝟐, 𝟎𝟎 𝒎/𝒔 perpendicularmente
à correnteza.
A distância, em metros, em relação a sua casa do ponto em que ele deve sair é de
a) 75, rio acima.
b) 300, rio abaixo.
c) 150, rio acima.
d) 50, rio abaixo.
e) 500, rio acima.
Comentários
Calculemos o tempo que o ribeirinho levará para chegar à outra margem, utilizando
equações do movimento retilíneo uniforme, uma vez que remando perpendicularmente à
correnteza, a velocidade desta não terá influência no tempo de travessia do rio:
𝑣 = ∆𝑠/∆𝑡
∆𝑡 =
∆𝑠
𝑣
=
350
2
= 175 𝑠
Este é o tempo que o barco ficará em água, sob ação da correnteza. Podemos calcular o
deslocamento causado por ela da seguinte maneira:
𝑣𝑐 = ∆𝑠/∆𝑡
∆𝑠 = 𝑣𝑐 ⋅ ∆𝑡 = 1 ⋅ 175 = 175 𝑚
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 44
Uma vez que o ponto de chegada do ribeirinho está a 100 m de sua casa, no sentido do
comprimento do rio, o barco deve sair de um ponto que dista 175 − 100 = 75 𝑚 da residência rio
acima.
Gabarito: “a”.
4.2.2 - A equação horária do movimento uniforme:
A equação horaria do movimento uniforme relaciona a posição ocupada por um corpo
no espaço com a sua velocidade 𝑉 e a posição inicial por ele ocupada 𝑆0.
𝑺(𝒕) = 𝑺𝟎 + 𝒗 ∙ 𝒕 Equação da posição para o
MRU
[�⃗⃗� ] =
𝒎
𝒔
[𝑺] = 𝒎 (𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔) [𝒕] = 𝒔
A definição da velocidade e a equação da posição para o MRU trazem a mesma ideia?
Sabemos que a quarta letra do alfabeto grego ∆ (delta) traz, para a Física, o significado
de variação. Logo, ∆𝑆 significa a posição final 𝑆 subtraída da posição inicial 𝑆0:
∆𝑆 = 𝑆 − 𝑆0 Variação da posição
Ao substituirmos a variação da posição na definição da velocidade, encontraremos:
𝑣 =
𝑆 − 𝑆0
∆𝑡
𝑣 ∙ ∆𝑡 = 𝑆 − 𝑆0
Finalmente, podemos passar 𝑆0 para o outro lado da igualdade e, sabendo que ∆𝑡 e 𝑡 na
prática significam um intervalode tempo, e, portanto, podem ser escritas uma no lugar da outra:
𝑆(𝑡) = 𝑆0 + 𝑣 ∙ 𝑡
Equação da posição em função
do tempo para o MRU
Escrever 𝑆(𝑡) ao invés de 𝑆 também pouco difere, de forma prática. Normalmente
encontramos a equação escrita da primeira maneira para que fique claro que a posição 𝑆
depende do tempo 𝑡. Daí o nome equação horária do movimento uniforme.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 45
4.2.3 - A relação entre 𝒌𝒎/𝒉 e 𝒎/𝒔:
A unidade mais usual para a velocidade, durante o nosso cotidiano, é o 𝑘𝑚/ℎ. Entretanto,
para o Sistema Internacional de Unidades essa grandeza deve ser expressa em 𝑚/𝑠. Essa
mistura de unidades é bastante explorada em provas de vestibular.
Sabemos que 1 𝑘𝑚 = 1000 𝑚. Temos também que 1ℎ = 3600 𝑠. A partir dessas duas
relações, podemos encontrar a relação entre 𝑘𝑚/ℎ e 𝑚/𝑠:
1
𝑘𝑚
ℎ
=
1000 𝑚
3600 𝑠
=
1
3,6
𝑚
𝑠
𝑜𝑢 1
𝑚
𝑠
= 3,6
𝑘𝑚
ℎ
𝟏 𝒎/𝒔 = 𝟑, 𝟔 𝒌𝒎/𝒉
Como a maioria das questões traz sempre valores múltiplos de 5 𝑚/𝑠, a seguinte tabela
pode lhe ajudar a economizar algum tempo com essa conversão de unidades:
𝒎/𝒔 𝒌𝒎/𝒉
5 18
10 36
15 54
20 72
30 108
40 144
Tabela 00.6 – Os principais valores para a velocidade usados em questões.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Em uma corrida de Fórmula 1, o escocês Coulthard correu
a reta de chegada com uma velocidade média de 360 km/h no Grande Prêmio da Itália. O
escocês percorreu essa reta, que possui 900 metros, em um tempo, aproximado, de:
a) 2,5 𝑠. b) 9,0 𝑠 c) 0,7 𝑠. d) 4,5 𝑠.
Comentários
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 46
Primeiro, devemos converter a unidade da velocidade para o sistema internacional, e
depois, aplicamos o conceito de velocidade média para calcularmos o tempo.
vm = 360km/h ⋅
1
3,6
= 100𝑚/𝑠 =
𝛥𝑠
𝛥𝑡
∴ Δ𝑡 =
900
100
= 9,0𝑠
Gabarito: “b”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) A Grande Muralha da China, construída na dinastia Ming,
liga a cidade de Hushan, no litoral até Jiayuguan, no interior do País, percorrendo
𝟖𝟖𝟓𝟏, 𝟖 𝒌𝒎. Um ciclista resolve percorrer essa distância com velocidade média de 𝟓, 𝟎 𝒎/𝒔.
Sabendo que o ciclista pedala 8,0 horas por dia, todos os dias, a quantidade de dias gastas
no percurso foi próxima de
a) 20. b) 62. c) 221. d) 492.
Comentários
Primeiro, precisamos converter a unidade da velocidade para quilômetros e hora.
v = 5,0 m/s ⋅ 3,6 = 18 km/h
𝑣 = 18 𝑘𝑚/ℎ ⋅ 8ℎ/𝑑𝑖𝑎 = 144 𝑘𝑚/𝑑𝑖𝑎
𝑣 =
Δ𝑆
Δ𝑡
∴ Δ𝑡 =
8851,8
144
= 61,5 𝑑𝑖𝑎𝑠
Gabarito: “b”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Dois irmãos, que moram em uma mesma casa, combinam
de se encontrar em determinado ponto no centro da cidade em que moram pela manhã.
Um deles resolve ir de bicicleta e, estimando uma velocidade média 𝒗𝟏 = 𝟏𝟖 𝒌𝒎/𝒉, calcula
que precisará sair de casa 15 minutos antes da hora marcada com o intuito de chegar
precisamente no horário estipulado. Para também ser pontual, o tempo que o segundo
irmão precisará sair de casa antes da hora do encontro, sendo que decidiu ir a pé com
uma velocidade média 𝒗𝟐 = 𝟓 𝒌𝒎/𝒉 é de
a) 54 minutos. b) 15 minutos. c) 65 minutos. d) 32 minutos.
Comentários
Para encontrar o tempo que o irmão levará para chegar ao ponto de encontro, é preciso
calcular a distância da casa até o local. Podemos realizar esse cálculo a partir da velocidade 𝑣1
do irmão com a bicicleta, e o tempo gasto por ele para chegar:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 47
𝑣1 =
∆𝑠
∆𝑡
∆𝑠 = 𝑣1 ⋅ ∆𝑡 =
18
3,6
⋅ 15 ⋅ 60 = 4500 𝑚
Uma vez que a distância percorrida será a mesma para ambos, o tempo que o segundo
irmão levará para chegar ao local andando é de:
𝑣2 =
∆𝑠
∆𝑡
∆𝑡 =
∆𝑠
𝑣2
=
4500
(
5
3,6
)
= 3240 𝑠 = 54 𝑚𝑖𝑛
Gabarito: “a”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) O projeto do trem-bala, que ligaria a cidade do Rio de
Janeiro à Campinas passando por São Paulo, poderia ser um grande projeto de integração
nacional. A composição fará o percurso, de 510 km, com velocidade média de 300 km/h.
Considerando que um carro de passeio faça um percurso de mesma distância, e sem
paradas, em um tempo 2,5 vezes maior que o tempo do trem-bala, aquele terá velocidade
média próxima de
a) 20 m/s b) 90 km/h c) 100 m/s d) 120 km/h e) 144 m/s
Comentários
Primeiro, devemos calcular o tempo que o trem fará o percurso:
vm =
ΔS
Δt
∴ Δttrem =
510
300
= 1,7 h
Δtcarro = 2,5 ⋅ Δttrem ∴ Δtcarro = 4,25 h
vmcarro =
ΔS
Δtcarro
=
510
4,25
vmcarro = 120 𝑘𝑚/ℎ
Gabarito: “d”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 48
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Em um evento promocional, uma pessoa munida de
equipamentos de proteção, deve ser mais veloz que um drone em um trajeto do início de
uma longa escada rolante, devidamente preparada para o esforço a qual será exposta, até
o seu final em um piso superior. O aparelho é programado para movimentar a sua esteira
com velocidade de 𝟑, 𝟔 𝒌𝒎/𝒉 em relação às laterais do equipamento e em sentido contrário
ao movimento do participante.
O veículo aéreo não tripulado pode efetuar movimentos verticais, com velocidade de
módulo igual a 𝟓, 𝟎 𝒎/𝒔 ou horizontais com módulo igual 𝟏𝟎 𝒎/𝒔. Os intervalos de tempo
necessários para atingir tais velocidades, ou envolvidos com a reação do operador do
dispositivo, devem ser desprezados.
Sendo a diferença de nível entre os dois andares de 𝟗, 𝟎 𝒎 e a extensão da malha exposta
da escada rolante de 𝟏𝟓 𝒎, a velocidade média mínima com a qual a pessoa deve se mover,
em relação às laterais do equipamento, de modo a chegar simultaneamente com o objeto
voador ao ponto final do desafio deve ser de
a) 6,0 𝑘𝑚/ℎ b) 6,0 𝑚/𝑠 c) 3,0 𝑘𝑚/ℎ d) 3,0 𝑚/𝑠 e) 3,6 𝑘𝑚/ℎ
Comentários
O drone deverá percorrer uma trajetória vertical de 9,0 𝑚, e outra horizontal de 12 𝑚. Essa
última pode ser inferida pelo triângulo retângulo com catetos iguais a 9,0 𝑚 e 12 𝑚, além da
hipotenusa com a extensão da escada rolante de 15 𝑚. Devemos calcular o tempo total que será
gasto pelo dispositivo voador:
{
∆𝑡𝑥 =
∆𝑆𝑥
𝑣𝑥
=
12
10
= 1,2 𝑠
∆𝑡𝑦 =
∆𝑆𝑦
𝑣𝑦
=
9,0
5,0
= 1,8 𝑠
Dessa forma, o drone levará um tempo de 3,0 𝑠 para completar o percurso. Sabemos que
o homem deve percorrer um trajeto de 15 𝑚 com uma velocidade que será dada pela diferença
entre sua velocidade em relação às laterais da escada rolante e a velocidade da máquina, que
atrapalha o seu movimento pois está em sentido oposto.
𝑣ℎ𝑜𝑚𝑒𝑚 − 𝑣𝑒𝑠𝑐𝑎𝑑𝑎 =
∆𝑆
∆𝑡
𝑣ℎ𝑜𝑚𝑒𝑚 − 1,0 =
15
3,0
𝑣ℎ𝑜𝑚𝑒𝑚 = 5,0 + 1,0 = 6,0 𝑚/𝑠
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 49
Gabarito: “b”.
4.2.4 - A velocidade escalar média
Suponha que uma família decida fazer uma viagem do Rio de Janeiro até São Paulo,
fazendo uma parada na divisa entre os dois estados para tirar algumas fotos, e outra em São
José dos Campos para almoçar na casa do professor Toni.
Figura 00.12 - Representação da trajetória de São Paulo ao Rio de Janeiro no espaço.
Vamos fazer algumas suposições:
• A distância entre o centro do Rio de Janeiro e o centro de São Paulo é de 500 𝑘𝑚,
passando pela casa do professor Toni em São José dos Campos.
• O tempo levado no percurso do centro do Rio de Janeiro até a divisa RJ/SP foi de 4 horas.
• A família ficou tirando fotos durante meia hora.
• O tempo levado no percurso da divisa RJ/SP até São José dos Campos foi de 2 horas.
• O almoço demorou 1 hora e 30 minutos.
• O percurso final, da casa do professor Toni, em São José dos Campos, atéo São Paulo
também foi de 2 horas.
Nessas condições, qual a velocidade média durante a viagem?
A primeira dúvida que esse tipo de cálculo costuma suscitar é: o tempo que o carro ficou
parado, durantes as fotos e posteriormente durante o almoço, deve entrar no cálculo? SIM! A
velocidade média de um percurso é definida pela razão entre a variação de espaço e o tempo
total do trajeto, inclusive paradas e afins. Dessa forma, para a viagem em questão, temos:
𝑣𝑚 =
∆𝑆
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑣𝑚 =
500
4 + 0,5 + 2 + 1,5 + 2
=
500
10
= 50 𝑘𝑚/ℎ
Como aplicação da relação aprendida anteriormente, quanto vale essa velocidade em
𝑚/𝑠?
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 50
𝑣𝑚 = 50 𝑘𝑚/ℎ = 50 ÷ 3,6 𝑚/𝑠 ≅ 14 𝑚/𝑠
(2019/INÉDITA) Um veículo viaja em uma estrada retilínea por 80 km a 40 km/h. Em
seguida, o automóvel segue pela mesma estrada e percorre mais um trecho de 80 km e
desta vez a 80 km/h pelo fato de o trecho ter a pavimentação melhor.
a) Qual é a velocidade média do automóvel neste percurso de 160 km?
b) Caso o veículo fizesse uma pausa de meia hora entre os dois trechos para fazer um
lanche, qual seria a velocidade média do percurso total?
Comentários
Para calcularmos a velocidade média devemos utilizar a definição de velocidade do MRU:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
Definição de velocidade do
MRU
Primeiro precisamos calcular o tempo total, para isso aplicaremos a definição de
velocidade do MRU para cada um dos trechos, com o objetivo de obter o tempo gasto pelo
veículo para percorrer cada trecho. Reescrevendo a definição da velocidade, explicitando o
intervalo de tempo, temos:
∆𝑡 =
∆𝑆
𝑣
E para cada um dos trechos:
∆𝑡1 =
∆𝑆1
𝑣1
=
80
40
= 2 ℎ
∆𝑡2 =
∆𝑆2
𝑣2
=
80
80
= 1 ℎ
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∆𝑡1 + ∆𝑡2 = 2 + 1 = 3ℎ
Finalmente, podemos calcular a velocidade média pela razão entre a distância total
percorrida e o tempo total gasto para fazê-lo:
𝑣𝑚 =
∆𝑆𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
160
3
= 53, 3̅ ≅ 53 𝑘𝑚/ℎ
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 51
Para o cálculo da nova velocidade média basta acrescentarmos o tempo que o veículo
ficou parado ao tempo total da viagem.
𝑣𝑚 =
∆𝑆𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
160
3,5
≅ 45,8 ≅ 46 𝑘𝑚/ℎ
Sempre que o avaliador pedir a velocidade média devemos considerar todo o tempo da
viagem, mesmo que o veículo esteja parado por alguns momentos.
Gabarito: a) 𝒗𝒎 = 𝟓𝟑 𝒌𝒎/𝒉 b) 𝒗𝒎 = 𝟒𝟔 𝒌𝒎/𝒉
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Um avião parte do Aeroporto Internacional Tom Jobim
(GIG) com destino final para o Aeroporto Internacional de Natal (NAT). Em seu plano de
voo, existe uma parada no Aeroporto Internacional de Confins (CNF) para a entrada de
novos passageiros. No primeiro trecho a aeronave enfrenta ventos contrários em
desenvolve uma velocidade média em relação ao solo de 𝟕𝟓𝟎 𝒌𝒎/𝒉. Na segunda etapa da
viagem, com a situação meteorológica mais favorável, a velocidade média é de 𝟗𝟎𝟎 𝒌𝒎/𝒉.
O tempo total de viagem é mais próximo de
a) 2 horas 50 minutos b) 2 horas 55 minutos c) 3 horas 12 minutos
d) 3 horas 19 minutos e) 3 horas 33 minutos
Note e adote:
A aerovia que liga GIG a CNF possui aproximadamente 𝟒𝟖𝟓 𝒌𝒎 de extensão.
A aerovia que liga CNF a NAT possui aproximadamente 𝟏𝟕𝟗𝟔 𝒌𝒎 de extensão.
A aeronave ficou 40 minutos em CNF para reabastecimento e entrada de novos
passageiros.
Comentários
Isolando o intervalo de tempo na relação da velocidade escalar média, temos:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
⇒ ∆𝑡 =
∆𝑆
𝑣
Para o primeiro trecho:
∆𝑡1 =
∆𝑆1
𝑣1
=
485
750
≅ 0,65 ℎ = 38,8 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠
E para o segundo trecho, de CNF até NAT:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 52
∆𝑡2 =
∆𝑆2
𝑣2
=
1796
900
≅ 2,0 ℎ = 120 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠
O tempo total é dado pela soma dos tempos de translado ao tempo durante o qual o avião
ficou parado em CNF:
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∆𝑡1 + ∆𝑡2 + ∆𝑡𝐶𝑁𝐹
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 38,8 + 120 + 40 = 198,8 𝑚𝑖𝑛
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ≅ 3 ℎ 𝑒 19 𝑚𝑖𝑛
Gabarito: “d”
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) “Em Star Wars Episódio IV: Uma Nova Esperança, Han
Solo, orgulhoso, alega que sua espaçonave fez o Percurso de Kessel em menos de doze
parsecs. Isso é estranho, como ele diz parsec como se fosse uma medida de tempo, em
vez de uma unidade de distância.”.
https://starwars.fandom.com/pt/wiki/Legends:Parsec Acesso em 17. jun. 2019.
Parsec é uma medida de distância que equivale a 3,3 anos-luz. Sabendo que a velocidade
da luz no vácuo vale 𝟑, 𝟎 ⋅ 𝟏𝟎𝟖 𝒎/𝒔, e que Han Solo percorreu o Percurso de Kessel, de 12
parsecs, em 10 minutos, podemos afirmar que a velocidade média da nave nesse trajeto
foi de
a) 7,1 ⋅ 107 𝑘𝑚/ℎ b) 2,2 ⋅ 1015 𝑘𝑚/ℎ c)6,0 ⋅ 106 𝑘𝑚/ℎ
d) 3,7 ⋅ 1013 𝑘𝑚/ℎ e) 6,2 ⋅ 1012 𝑘𝑚/ℎ
Comentários
Primeiro, vamos passar a medida de Parsec para metro.
1 parsec = 3,3 ano − luz ⋅ 3,0 ⋅ 108𝑚/𝑠 ⋅
31536000𝑠
𝑎𝑛𝑜
1 parsec ≅ 3,1 ⋅ 1016 m
ΔS = 12 ⋅ 3,1 ⋅ 1016 ≅ 37,2 ⋅ 1016m
Finalmente:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 53
vm =
37,2 ⋅ 1016m
10min
⋅
1min
60s
vm ≅ 6,1 ⋅ 10
14 m/s ≅ 2,2 ⋅ 1015km/h
Gabarito: “b”.
(2019/INÉDITA) Um ciclista sobe uma ladeira com uma velocidade constante de 20 km/h e
desce a mesma ladeira com uma velocidade constante de 40 km/h. Calcule a velocidade
escalar média da viagem de ida e volta.
Comentários
Devemos usar a mesma definição de velocidade, e o tempo de cada trecho deve ser
calculado com o auxílio da mesma relação. Vamos chamar o comprimento da ladeira de 𝐿. Sendo
o comprimento da subida o mesmo da descida, podemos escrever:
𝑣 =
∆𝑆𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 + ∆𝑆𝑑𝑒𝑠𝑐𝑖𝑑𝑎
𝑡𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 + 𝑡𝑑𝑒𝑠𝑐𝑖𝑑𝑎
=
𝐿 + 𝐿
𝑡𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 + 𝑡𝑑𝑒𝑠𝑐𝑖𝑑𝑎
Podemos calcular cada tempo usando a relação da velocidade para o MRU, isolando o tempo:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
𝑖𝑠𝑜𝑙𝑎𝑛𝑑𝑜 ∆𝑡: ∆𝑡 =
∆𝑆
𝑣
Substituindo o intervalo de tempo, temos:
𝑣 =
2𝐿
𝐿
𝑉𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎
+
𝐿
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑐𝑖𝑑𝑎
=
2𝐿
𝐿
20
+
𝐿
40
=
2𝐿
2𝐿
40
+
𝐿
40
𝑣 =
2𝐿
3𝐿
40
= 2𝐿 ∙
40
3𝐿
=
2𝐿 ⋅ 40
3𝐿
=
80
3
≅ 27 𝑘𝑚/ℎ
Ao contrário do que nossa intuição nos leva a crer, a velocidade média não é de 30 km/h,
conforme demonstrado acima.
Gabarito: 𝒗 = 𝟐𝟕 𝒌𝒎/𝒉 .
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 54
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Dois amigos, 1 e 2, estavam disputando uma corrida de
kart em uma pista de formato circular de raio igual a 150 metros. Na largada, o carro de 2
teve um problema e terminou a primeira volta 15 segundos depois do carro de 1. Porém,
os dois terminaram a quarta volta juntos. Sabendo-se que do final da primeira volta até o
final da quarta volta ambos os carros mantiveram velocidades praticamente constantes, e
que a diferença entre essas velocidades foi de 𝟔, 𝟎 𝒎/𝒔, a velocidade média do carro 2, em
𝒎/𝒔, nas últimas 3 voltas foi próxima de
Se precisar, considere 𝛑 = 𝟑, 𝟎.
a) 36 b) 54 c) 72 d) 84 e) 98
Comentários
Pelo enunciado, os dois carros percorreram 3 voltas (a 2, 3 e 4) com velocidades
constantes, porém o carro 2, como teve o problema na largada, percorreu essas voltas com 15
segundos a menos que o carro 1.
v1 =
3 ⋅ 2 ⋅ π ⋅ R
t
=
6 ⋅ π ⋅ R
t
v2 =
3 ⋅ 2 ⋅ π ⋅ R
t − 15
=
6 ⋅ π ⋅ R
t − 15
v2 − v1 =
6 ⋅ π ⋅ R
t − 15
−
6 ⋅ π ⋅ R
t
= 6
t ⋅ π ⋅ R − (t − 15) ⋅ π ⋅ R = 𝑡 ⋅ (𝑡 − 15)
15 ⋅ 3 ⋅ 150 = 𝑡 ⋅ (𝑡 − 15)
t2 − 15 ⋅ t − 6750 = 0
(𝑡 + 75) ⋅ (𝑡 − 90) = 0
Como a raiz deve ser positiva, o tempo de percurso das últimas 3 voltas do primeiro carro
é 90 segundos. Portanto, a velocidade do carro 2 será:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES –PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 55
v2 =
6 ⋅ π ⋅ R
t − 15
=
6 ⋅ 3 ⋅ 150
90 − 15
=
18 ⋅ 150
75
= 36 𝑚/𝑠
Gabarito: “a”.
4.2.5 - Os gráficos do movimento retilíneo e uniforme
Ao compararmos a Equação da posição em função do tempo para o MRU com uma
equação de um polinômio do primeiro grau genérica, percebemos que a posição varia
linearmente em função do tempo 𝑺(𝒕), logo, teremos o gráfico na forma de uma reta.
𝑺(𝒕) = 𝑺𝟎 + 𝒗 ∙ 𝒕 Equação da posição em função do tempo para o MRU
𝒚(𝒙) = 𝑨 + 𝑩 ∙ 𝒙 Equação de um polinômio do 1º grau.
Perceba que A e B, assim como a Posição Inicial 𝑺𝟎 e a Velocidade V, são constantes. Se
a velocidade for positiva, o espaço cresce com a variação do tempo, o que gera uma curva
ascendente:
Figura 00.13 – A posição de um móvel em movimento progressivo em função do tempo.
Por outro lado, caso a velocidade do móvel seja negativa, o espaço decresce com a
variação do tempo, o que gera uma curva descendente.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 56
Figura 00.14 – A posição de um móvel em movimento retrógrado em função do tempo.
Num gráfico de posição em função do tempo, a tangente do ângulo que a curva faz com
a reta horizontal (tracejada), 𝛼 e 𝛽, respectivamente, é numericamente igual a velocidade do
móvel.
𝑣 𝑡𝑔𝛼=
𝑁
Para o caso do movimento retrógrado, a 𝑡𝑔𝛽 |𝑣|=
𝑁 . Entretanto, temos que neste caso
a velocidade é negativa, então, devemos lembrar de colocar o sinal de menos após
calcular a tangente para de fato determinar a velocidade.
As questões costumam trazer situações nas quais em um mesmo gráfico os movimentos
são distintos.
Figura 00.15 – A posição de um móvel em função do tempo
No gráfico acima, podemos observar três situações distintas: entre 𝑡 = 0 a 𝑡 = 2 𝑠 temos
um movimento progressivo, ou seja, velocidade maior que zero, evidenciado pela reta
crescente. Já entre 𝑡 = 2 𝑠 e 𝑡 = 4 𝑠 a velocidade é nula, fato evidenciado pela reta constante,
de inclinação zero.
Por fim, entre 𝑡 = 4 𝑠 e 𝑡 = 5 𝑠 sabemos que o movimento é retrógrado, ou seja, a
velocidade é negativa. Isso fica claro pela inclinação da reta, que é decrescente.
O comportamento do gráfico que ilustra a velocidade 𝑣 em função do Tempo 𝑡
apresentará, para o MRU, sempre o caráter de uma reta constante. Isso evidencia que o valor
da velocidade é sempre constante nesse tipo de movimento. No exemplo abaixo a velocidade
do móvel é de 7 𝒎 𝒔⁄ .
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 57
Figura 00.16 – A velocidade de um móvel em MRU em função do tempo
Em um gráfico que relaciona a velocidade e o tempo, a área abaixo da curva é
numericamente igual ao deslocamento realizado pelo móvel.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 58
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Um veículo de testes executa uma manobra na qual
mantém certa aceleração constante durante o intervalo de tempo dentre 𝒕 = 𝟐𝟎 𝒔 até 𝒕 =
𝟑𝟎 𝒔, tal como evidenciado no gráfico.
A velocidade média, em 𝒎/𝒔, desenvolvida pelo móvel durante o intervalo de tempo citado
vale
a) 25. b) 44. c) 57. d) 72. e) 95.
Note e adote: O gráfico não está em escala.
Comentários
Podemos usar a área abaixo da curva para calcularmos a distância total percorrida pelo
móvel durante o intervalo de tempo citado, sabendo que elas são numericamente equivalentes:
∆𝑆𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =
(𝐵 + 𝑏) ⋅ ℎ
2
=
(40 + 10) ⋅ 10
2
= 50 ⋅ 5 = 250 𝑚
Agora podemos determinar a velocidade média desenvolvida:
𝑣𝑚 =
∆𝑆𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
250
10
= 25 𝑚/𝑠
Gabarito: “a”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Um robô aspirador inteligente exibe em seu aplicativo para
smartphone o seguinte gráfico relacionando a sua velocidade instantânea em função do
tempo.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 59
A velocidade média durante os 5,0 primeiros segundos desse movimento será próxima
de:
a) 0,60 𝑚/𝑠 b) 1,5 𝑚/𝑠 c) 3,0 𝑚/𝑠 d) 15 𝑚/𝑠
Comentários
Para calcularmos a velocidade média, precisarmos relacionar a distância percorrida e o
tempo de 5 segundos. Para encontramos essa distância, podemos usar a área abaixo da curva,
pois ela será numericamente igual ao deslocamento:
𝐴 =
𝐵𝑎𝑠𝑒 ⋅ 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
2
=
5 ⋅ 3
2
= 7,5
𝐴 ≡ Δ𝑆 = 7,5 𝑚
Finalmente, podemos encontrar a velocidade média:
𝑣 =
Δ𝑆
Δt
=
7,5
5
= 1,5 𝑚/𝑠
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 60
Gabarito: “b”.
(2018/MACKENZIE/1ª FASE) Uma pessoa realiza uma viagem de carro em uma estrada
retilínea, parando para um lanche, de acordo com gráfico acima. A velocidade média nas
primeiras 5 horas desse movimento é
a) 10 km/h b) 12 km/h c) 15 km/h d) 30 km/h e) 60 km/h
Comentários
Em um gráfico de velocidade em função do tempo podemos facilmente calcular a distância
percorrida pela área abaixo da curva, pois ela é numericamente igual à distância percorrida.
Pela análise do gráfico temos que a distância percorrida é igual a área dos dois retângulos
destacados. Lembre-se que a área de um retângulo pode ser calculada pelo produto entre a sua
base e a sua altura.
∆𝑆 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 2 ∙ 20 + 2 ∙ 10 = 60 𝑘𝑚
Podemos determinar a velocidade média através da equação da velocidade para o MRU.
Lembre-se que todo o tempo deve ser incluído no cálculo, inclusive o tempo de uma hora durante
o qual a pessoa ficou parada lanchando.
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
(Equação da velocidade para o
MRU)
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 61
Substituindo as informações obtidas:
𝑣𝑚 =
60
5
= 12 𝑘𝑚/ℎ
Gabarito: “b”.
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Um viajante seguia de Atibaia para Bastos e faz uma
parada de meia hora em um posto de combustíveis que fica exatamente na metade do
caminho entre as cidades de origem e destino. Posteriormente, percorre a segunda
metade do caminho em 3 horas. O gráfico ilustra a relação de sua velocidade em função
do tempo, a partir do momento em que o motorista deixa o posto de combustíveis.
Se motorista saiu de casa às 6 horas da manhã, e chegou ao seu destino às 13:30 h, a
velocidade média com que ele percorreu a primeira metade do trajeto foi próxima de
a) 47 𝑘𝑚/ℎ b) 75 𝑘𝑚/ℎ c) 80 𝑘𝑚/ℎ d) 60 𝑘𝑚/ℎ e) 53 𝑘𝑚/ℎ
Comentários
Para o cálculo da velocidade média na primeira parte do trajeto, precisamos do tamanho
do trajeto, e do tempo que ele levou para percorrer o trecho. O tempo pode ser calculado a partir
do tempo total da viagem:
𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑡1 + 𝑡𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑜 + 𝑡2 = 𝑡𝑐ℎ𝑒𝑔𝑎𝑑𝑎 − 𝑡𝑠𝑎í𝑑𝑎
𝑡1 + 𝑡𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑜 + 𝑡2 = 13 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑒 30 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 − 6 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
𝑡1 + 𝑡𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑜 + 𝑡2 = 7 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑒 30 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠
𝑡1 + 30 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 + 3 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 = 7 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑒 30 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 62
𝑡1 = 4 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
O tamanho do primeiro trecho pode ser obtido através do cálculo da área gráfico 𝑣 𝑥 𝑡 do
segundo trecho, já que o posto fica na metade do caminho. Dividindo o gráfico em retângulos,
ficamos com:
Logo,
∆𝑆 = 80 + 30 + 40 + 60 = 210 𝑘𝑚
Então:
𝑣𝑚 =
∆𝑆
∆𝑡
=
210 𝑘𝑚
4 ℎ
= 52,5 ≅ 53 𝑘𝑚/ℎ
Gabarito: “e”.
(2020/INÉDITA/HENRIQUE GOULART) Um móvel se desloca sobre uma estrada plana e
retilínea com velocidade que varia conforme o gráfico abaixo.
A velocidade média desenvolvida por este móvel durante seu último minuto vale
a) 1200 m/s b) 120 m/s c) 20 m/s d) 20,6 m/s e) 18,3 m/s
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃOÀ FÍSICA E À CINEMÁTICA. 63
Comentários
A Velocidade Média é definida como a razão do Deslocamento pelo respectivo Tempo
total, conforme apresentado na equação abaixo.
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎 =
𝑑𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
O deslocamento total realizado pelo móvel em seu último minuto, do instante 20s até 80s,
pode ser obtido a partir do cálculo da área abaixo da curva do gráfico, identificada em azul na
figura abaixo.
Esta figura pode ser dividida em figuras menores e calcular duas respectivas áreas.
Ao dividir em dois retângulos e um triângulo, ficamos:
𝑑 = (40 ⋅ 15) + (20 ⋅ 25) + (
20 ⋅ 10
2
)
𝑑 = 600 + 500 + 100 = 1200 𝑚
Com o deslocamento de 1200m e o tempo de 1min=60s, podemos determinar a
velocidade média:
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎 =
1200
60
= 20 𝑚/𝑠
Gabarito: “c”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 64
(2020/INÉDITA/LUCAS COSTA) Um observador inercial analisa o movimento de um Míssil
e de um Interceptador, e constrói o gráfico 𝒗 𝒙 𝒕 mostrado ao lado, em que 𝒗 é a velocidade
de cada objeto e 𝒕 é o tempo. O movimento de ambos ocorre em uma linha reta.
Levando em consideração os dados apresentados no gráfico, assinale a alternativa que
apresenta corretamente o valor da diferença deslocamento ∆𝒙 do Interceptador e do Míssil
entre os instantes 𝒕 = 𝟎 e 𝒕 = 𝟑𝟎𝟎 𝒔.
a) ∆𝑥 = 0 b) ∆𝑥 = 55 𝑚 c) ∆𝑥 = 55 𝑘𝑚 d) ∆𝑥 = 75 𝑚 e) ∆𝑥 = 75 𝑘𝑚
Comentários
Devemos calcular a distância percorrida pelo interceptador e pelo míssil desde o instante
inicial até o instante 𝑡 = 300 𝑠. Isso pode ser feito através da área abaixo da curva para cada um
dos corpos. Calculando a área abaixo de cada figura até o instante 𝑡, temos para o interceptador:
Δ𝑠𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 =
[𝑡 + (𝑡 − 100)]
2
⋅ 300 = 150 ⋅ (2 ⋅ 𝑡 − 100)
Δ𝑠𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 = 150 ⋅ (2 ⋅ 300 − 100) = 150 ⋅ 500
Δ𝑠𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 = 75000 𝑚 = 75 𝑘𝑚
E para o míssil:
Δ𝑠𝑚í𝑠𝑠𝑖𝑙 = 250 ⋅ 𝑡 = 250 ⋅ 300
Δ𝑠𝑚í𝑠𝑠𝑖𝑙 = 75000 𝑚 = 75 𝑘𝑚
Como ambos percorreram a mesma distância, a diferença pedida será nula.
Gabarito: “a”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 65
5 - RESUMO DA AULA EM MAPAS MENTAIS
Use o(s) mapa(as) mental(ais) como forma de fixar o conteúdo e para consulta durante
a resolução das questões. Não tente decorar as fórmulas específicas para cada situação, ao
invés disso entenda como deduzi-las.
Tente elaborar os seus mapas mentais, eles serão de muito mais fácil assimilação do que
um montado por outra pessoa. Além disso, leia um mapa mental a partir da parte superior direita,
e siga em sentido horário.
O mapa mental foi disponibilizado como um arquivo .pdf na sua área do aluno.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 66
6 - LISTA DE QUESTÕES
6.1 – JÁ CAIU NA UNESP
1. (2020/UNESP) A Companhia de Engenharia de Tráfego (CET) divulgou um estudo
apresentando a mobilidade no sistema viário da cidade de São Paulo. Um dos
resultados desse estudo consiste na comparação da velocidade média do tráfego
geral, em um importante conjunto de vias, no sentido bairro-centro (BC) e no sentido
centro-bairro (CB), nos horários de pico dos períodos da manhã e da tarde, de 2013 a
2017. O gráfico apresenta esse comparativo:
De acordo com o gráfico, em apenas um dos sentidos e em um determinado período foram
registradas seguidas reduções anuais no tempo médio de deslocamento ao longo das
vias. Comparando 2017 com 2013, a redução do tempo de deslocamento nessas vias, em
porcentagem, é de, aproximadamente,
a) 12,9%. b) 5,1%. c) 21,7%. d) 1,8%. e) 27,7%.
2. (2020/UNESP) O gráfico representa a velocidade escalar de um nadador em função do
tempo, durante um ciclo completo de braçadas em uma prova disputada no estilo nado
de peito, em uma piscina.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 67
Considerando que, em um trecho de comprimento 36 m, o nadador repetiu esse ciclo de
braçadas e manteve o ritmo de seu nado constante, o número de braçadas completas
dadas por ele foi em torno de
a) 20. b) 35. c) 15. d) 30. e) 25.
3. (2018/UNESP) Juliana pratica corridas e consegue correr 𝟓, 𝟎 𝒌𝒎 em meia hora. Seu
próximo desafio é participar da corrida de São Silvestre, cujo percurso é de 𝟏𝟓 𝒌𝒎.
Como é uma distância maior do que a que está acostumada a correr, seu instrutor
orientou que diminuísse sua velocidade média habitual em 𝟒𝟎 % durante a nova prova.
Se seguir a orientação de seu instrutor, Juliana completará a corrida de São Silvestre
em
a) 2h 40min. b) 3h 00min. c) 2h 15min. d) 2h 30min. e) 1h 52min.
4. (2019/UNESP/1ª FASE) Tomando como base um Boeing 737-800, seus tanques de
combustível podem comportar até 21 t (21 toneladas) de querosene de aviação (QAV).
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 68
O consumo do QAV tem como principal variável o peso total da aeronave. Além disso,
altitude, velocidade e temperatura também influenciam na conta. Quanto mais longo o
percurso, mais eficiente a aeronave será, pois o consumo do QAV em altitude é muito
menor, devido à atmosfera mais rarefeita, que causa menos resistência ao avanço e, ao
mesmo tempo em que ocorre o consumo, reduz-se o peso da aeronave.
Em voo de cruzeiro (quando o avião alcança a velocidade e altitude ideais) o consumo de
QAV é de aproximadamente 2200 kg/h. A fase do voo com maior consumo de combustível
é a subida, pois a aeronave precisa de muita força para decolar e ganhar altitude. O
consumo de QAV chega a ser o dobro, se comparado ao voo de cruzeiro. Já na descida,
o consumo é menor, chegando a ser 1/3 em comparação ao voo de cruzeiro.
(www.agenciaabear.com.br. Adaptado.)
O gráfico mostra o tempo decorrido desde que um Boeing 737-800 iniciou a decolagem no
aeroporto de origem, atingiu sua altitude de cruzeiro e finalmente pousou no aeroporto de
destino. Os aeroportos podem ser considerados ao nível do mar.
Considerando as informações sobre consumo de QAV dadas no texto, pode-se estimar
que o consumo total de combustível no voo representado pelo gráfico foi próximo de
a) 7 000 kg. b) 11 000 kg. c) 9 000 kg. d) 3 000 kg. e) 5 000 kg.
5. (2017/UNESP/1ª FASE) O limite máximo de velocidade para veículos leves na pista
expressa da Av. das Nações Unidas, em São Paulo, foi recentemente ampliado de
𝟕𝟎 𝒌𝒎/𝒉 para 𝟗𝟎 𝒌𝒎/𝒉. O trecho dessa avenida conhecido como Marginal Pinheiros
possui extensão de 𝟐𝟐, 𝟓 𝒌𝒎.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 69
Comparando os limites antigo e novo de velocidades, a redução máxima de tempo que
um motorista de veículo leve poderá conseguir ao percorrer toda a extensão da
Marginal Pinheiros pela pista expressa, nas velocidades máximas permitidas, será de,
aproximadamente,
a) 1 minuto e 7 segundos. b) 4 minutos e 33 segundos. c) 3 minutos e 45 segundos.
d) 3 minutos e 33 segundos. e) 4 minutos e 17 segundos.
6. (2016/UNESP/1ª FASE) Em uma viagem de carro com sua família, um garoto colocou
em prática o que havia aprendido nas aulas de física. Quando seu
pai ultrapassou um caminhão em um trecho reto da estrada, ele
calculou a velocidade do caminhão ultrapassado utilizando um
cronômetro.
O garoto acionou o cronômetro quando seu pai alinhou a frente
do carro com a traseira do caminhão e o desligou no instante em
que a ultrapassagem terminou, com a traseira do carro alinhada
com a frente do caminhão, obtendo 𝟖, 𝟓 𝒔 para o tempo de
ultrapassagem.
Em seguida, considerando a informação contida na figura e
sabendo que o comprimento docarro era 𝟒 𝒎 e que a velocidade do carro permaneceu
constante e igual a 𝟑𝟎 𝒎/𝒔, ele calculou a velocidade média do caminhão, durante a
ultrapassagem, obtendo corretamente o valor
a) 24 m/s. b) 21 m/s. c) 22 m/s. d) 26 m/s. e) 28 m/s.
7. (2015/UNESP/1ª FASE) João mora em São Paulo e tem um compromisso às 𝟏𝟔 𝒉 em
São José dos Campos, distante 𝟗𝟎 𝒌𝒎 de São Paulo. Pretendendo fazer uma viagem
tranquila, saiu, no dia do compromisso, de São Paulo às 𝟏𝟒 𝒉, planejando chegar ao
local pontualmente no horário marcado. Durante o trajeto, depois de ter percorrido um
terço do percurso com velocidade média de 𝟒𝟓 𝒌𝒎/𝒉, João recebeu uma ligação em
seu celular pedindo que ele chegasse meia hora antes do horário combinado.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 70
Para chegar ao local do compromisso no novo horário, desprezando-se o tempo parado
para atender a ligação, João deverá desenvolver, no restante do percurso, uma velocidade
média, em 𝒌𝒎/𝒉, no mínimo, igual a
a) 120. b) 60. c) 108. d) 72. e) 90.
8. (2014/UNESP/1ª FASE) Os dois primeiros colocados de uma prova de 100 m rasos de
um campeonato de atletismo foram, respectivamente, os corredores A e B. O gráfico
representa as velocidades escalares desses dois corredores em função do tempo,
desde o instante da largada (t = 0) até os instantes em que eles cruzaram a linha de
chegada.
Analisando as informações do gráfico, é correto afirmar que, no instante em que o
corredor A cruzou a linha de chegada, faltava ainda, para o corredor B completar a prova,
uma distância, em metros, igual a
a) 5. b) 25. c) 15. d) 20. e) 10.
9. (2014/UNESP/1ª FASE) Um motorista dirigia por uma estrada plana e retilínea quando,
por causa de obras, foi obrigado a desacelerar seu veículo, reduzindo sua velocidade
de 𝟗𝟎 𝒌𝒎/𝒉 (𝟐𝟓 𝒎/𝒔) para 𝟓𝟒 𝒌𝒎/𝒉 (𝟏𝟓 𝒎/𝒔). Depois de passado o trecho em obras,
retornou à velocidade inicial de 𝟗𝟎 𝒌𝒎/𝒉. O gráfico representa como variou a
velocidade escalar do veículo em função do tempo, enquanto ele passou por esse
trecho da rodovia.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 71
Caso não tivesse reduzido a velocidade devido às obras, mas mantido sua velocidade
constante de 𝟗𝟎 𝒌𝒎/𝒉 durante os 𝟖𝟎 𝒔 representados no gráfico, a distância adicional que
teria percorrido nessa estrada seria, em metros, de
a) 1650. b) 800. c) 950. d) 1250. e) 350.
10. (2011/UNESP/1ª FASE-MODIFICADA) No gráfico a seguir são apresentados os valores
da velocidade 𝑽, em 𝒎/𝒔, alcançada por um dos pilotos em uma corrida em um circuito
horizontal e fechado, nos primeiros 𝟏𝟒 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔 do seu movimento. Sabe-se que de
𝟖 𝒂 𝟏𝟎 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔 a trajetória era retilínea. Considere 𝒈 = 𝟏𝟎 𝒎/𝒔𝟐 e que para completar
uma volta o piloto deve percorrer uma distância igual a 𝟒𝟎𝟎 𝒎.
A partir da análise do gráfico, são feitas as afirmações:
I. O piloto completou uma volta nos primeiros 𝟖 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔 de movimento.
II. O piloto demorou 𝟗 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔 para completar uma volta.
São verdadeiras apenas as afirmações
a) I. b) II. c) I e II. d) Nenhuma.
11. (2010/UNESP/1ª FASE) Nos últimos meses assistimos aos danos causados por
terremotos. O epicentro de um terremoto é fonte de ondas mecânicas tridimensionais
que se propagam sob a superfície terrestre. Essas ondas são de dois tipos:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 72
longitudinais e transversais. As ondas longitudinais viajam mais rápido que as
transversais e, por atingirem as estações sismográficas primeiro, são também
chamadas de ondas primárias (ondas P); as transversais são chamadas de ondas
secundárias (ondas S). A distância entre a estação sismográfica e o epicentro do
terremoto pode ser determinada pelo registro, no sismógrafo, do intervalo de tempo
decorrido entre a chegada da onda P e a chegada da onda S.
Considere uma situação hipotética, extremamente simplificada, na qual, do epicentro
de um terremoto na Terra são enviadas duas ondas, uma transversal que viaja com
uma velocidade de, aproximadamente 𝟒, 𝟎 𝒌𝒎/𝒔, e outra longitudinal, que viaja a uma
velocidade de, aproximadamente 𝟔, 𝟎 𝒌𝒎/𝒔. Supondo que a estação sismográfica mais
próxima do epicentro esteja situada a 𝟏𝟐𝟎𝟎 𝒌𝒎 deste, qual a diferença de tempo
transcorrido entre a chegada das duas ondas no sismógrafo?
a) 600 s. b) 400 s. c) 300 s. d) 100 s. e) 50 s.
12. (2008/UNESP/1ª FASE) Os movimentos de dois veículos, I e II, estão registrados no
gráfico abaixo.
Sendo veículos retilíneos, a velocidade do veículo II no instante em que alcança I é:
a) 𝟏𝟓 𝒎/𝒔. b) 𝟐𝟎 𝒎/𝒔. c) 𝟐𝟓 𝒎/𝒔. d) 𝟑𝟎 𝒎/𝒔. e) 𝟑𝟓 𝒎/𝒔.
13. (2007/UNESP/1ª FASE) Mapas topográficos da Terra são de grande importância para
as mais diferentes atividades, tais como navegação, desenvolvimento de pesquisas
ou uso adequado do solo. Recentemente, a preocupação com o aquecimento global
fez dos mapas topográficos das geleiras o foco de atenção de ambientalistas e
pesquisadores. O levantamento topográfico pode ser feito com grande precisão
utilizando os dados coletados por altímetros em satélites. O princípio é simples e
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 73
consiste em registrar o tempo decorrido entre o instante em que um pulso de laser é
emitido em direção à superfície da Terra e o instante em que ele retoma ao satélite,
depois de refletido pela superfície na Terra.
Considere que o tempo decorrido entre a emissão e a recepção do pulso de laser,
quando emitido sobre uma região ao nível do mar, seja de 𝟏𝟖 ⋅ 𝟏𝟎−𝟒 𝒔 s. Se a velocidade
do laser for igual a 𝟑 ⋅ 𝟏𝟎𝟖 𝒎/𝒔, calcule a altura, em relação ao nível do mar, de uma
montanha de gelo sobre a qual um pulso de laser incide e retorna ao satélite após
𝟏𝟕, 𝟖 ⋅ 𝟏𝟎−𝟒 segundos.
14. (2007/UNESP/1ª FASE) O motorista de um veículo A é obrigado a frear bruscamente
quando avista um veículo B à sua frente, locomovendo-se no mesmo sentido, com
uma velocidade constante menor que a do veículo A. Ao final da desaceleração, o
veículo A atinge a mesma velocidade que B, e passa também a se locomover com
velocidade constante.
O movimento, a partir do início da frenagem, é descrito pelo gráfico da figura.
Considerando que a distância que separava ambos os veículos no início da frenagem era
de 𝟑𝟐 𝒎, ao final dela a distância entre ambos é de
a) 1,0 m. b) 2,0 m. c) 3,0 m. d) 4,0 m. e) 5,0 m.
15. (2014/UNESP) O fluxo (Φ) representa o volume de sangue que atravessa uma sessão
transversal de um vaso sanguíneo em um determinado intervalo de tempo. Esse fluxo
pode ser calculado pela razão entre a diferença de pressão do sangue nas duas
extremidades do vaso (P1 e P2), também chamada de gradiente de pressão, e a
resistência vascular (R), que é a medida da dificuldade de escoamento do fluxo
sanguíneo, decorrente, principalmente, da viscosidade do sangue ao longo do vaso.
A figura ilustra o fenômeno descrito.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 74
Assim, o fluxo sanguíneo Ф pode ser calculado pela seguinte fórmula, chamada de lei de
Ohm:
Considerando a expressão dada, a unidade de medida da resistência vascular (R), no
Sistema Internacional de Unidades, está corretamente indicada na alternativa
a)
𝒌𝒈⋅𝒔
𝒎𝟓
b)
𝒌𝒈⋅𝒎𝟒
𝒔
c)
𝒌𝒈⋅𝒔𝟐
𝒎
d)
𝒌𝒈
𝒎𝟒⋅𝒔
e)
𝒌𝒈𝟐⋅𝒎𝟓
𝒔𝟐
16. (2009/UNESP) Desde 1960, o Sistema Internacional de Unidades (SI) adota uma única
unidade para quantidade de calor, trabalho e energia, e recomenda o abandono da
antiga unidade ainda em uso. Assinale a alternativaque indica na coluna I a unidade
adotada pelo SI e na coluna II a unidade a ser abandonada.
6.2 - JÁ CAIU NOS PRINCIPAIS VESTIBULARES
1. (2019/ENEM) A agricultura de precisão reúne técnicas agrícolas que consideram
particularidades locais do solo ou lavoura a fim de otimizar o uso de recursos. Uma
das formas de adquirir informações sobre essas particularidades é a fotografia aérea
de baixa altitude realizada por um veículo aéreo não tripulado (vant). Na fase de
aquisição é importante determinar o nível de sobreposição entre as fotografias. A
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 75
figura ilustra como uma sequência de imagens é coletada por um vant e como são
formadas as sobreposições frontais.
O operador do vant recebe uma encomenda na qual as imagens devem ter uma
sobreposição frontal de 20% em um terreno plano. Para realizar a aquisição das imagens,
seleciona uma altitude H fixa de voo de 1 000 m, a uma velocidade constante de 50 𝒎 𝒔−𝟏.
A abertura da câmera fotográfica do vant é de 90°. Considere 𝒕𝒈(𝟒𝟓°) = 𝟏.
Natural Resources Canada. Concepts of Aerial Photography. Disponível em: www.nrcan.gc.ca. Acesso em: 26 abr.
2019 (adaptado).
Com que intervalo de tempo o operador deve adquirir duas imagens consecutivas?
A) 40 segundos. B) 32 segundos. C) 28 segundos.
D) 16 segundos. E) 8 segundos.
2. (2019/ENEM 2ª APLICAÇÃO) Astrônomos medem a velocidade de afastamento de
galáxias distantes pela detecção da luz emitida por esses sistemas. A Lei de Hubble
afirma que a velocidade de afastamento de uma galáxia (em 𝒌𝒎/𝒔) é proporcional à sua
distância até a Terra, medida em megaparsec (𝑴𝒑𝒄). Nessa lei, a constante de
proporcionalidade é a constante de Hubble (𝑯𝟎) e seu valor mais aceito é de 𝟕𝟐
𝒌𝒎
𝒔
𝑴𝒑𝒄
. O
parsec (𝒑𝒄) é uma unidade de distância utilizada em astronomia que vale
aproximadamente 𝟑 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟔 𝒎. Observações astronômicas determinaram que a
velocidade de afastamento de uma determinada galáxia é de 𝟏𝟒𝟒𝟎 𝒌𝒎/𝒔. Utilizando a
Lei de Hubble, pode-se concluir que a distância até essa galáxia, medida em km, é igual
a:
a) 𝟐𝟎 ⋅ 𝟏𝟎𝟎 b) 𝟐𝟎 ⋅ 𝟏𝟎𝟔 c) 𝟔 ⋅ 𝟏𝟎𝟐𝟎
d) 𝟔 ⋅ 𝟏𝟎𝟐𝟑 e) 𝟔 ⋅ 𝟏𝟎𝟐𝟔
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 76
3. (2017/ENEM LIBRAS) No Brasil, a quantidade de mortes decorrentes de acidentes por
excesso de velocidade já é tratada como uma epidemia. Uma forma de profilaxia é a
instalação de aparelhos que medem a velocidade dos automóveis e registram, por meio
de fotografias, os veículos que trafegam acima do limite de velocidade permitido. O
princípio de funcionamento desses aparelhos consiste na instalação de dois sensores
no solo, de forma a registrar os instantes em que o veículo passa e, em caso de excesso
de velocidade, fotografar o veículo quando ele passar sobre uma marca no solo, após
o segundo sensor. Considere que o dispositivo representado na figura esteja instalado
em uma via com velocidade máxima permitida de 60 km/h.
No caso de um automóvel que trafega na velocidade máxima permitida, o tempo, em
milissegundos, medido pelo dispositivo, é
a) 8,3. b) 12,5. c) 30,0. d) 45,0. e) 75,0.
4. (2013/ENEM 2ª APLICAÇÃO) Conta-se que um curioso incidente aconteceu durante a
Primeira Guerra Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto
francês viu o que acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a
rapidamente, ficou surpreso ao verificar que se tratava de um projétil alemão.
PERELMAN, J. Aprenda física brincando. São Paulo: Hemus, 1970.
O piloto consegue apanhar o projétil, pois
a) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na
frente do piloto.
b) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente
superior.
c) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião
francês passou.
d) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor.
e) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 77
5. (2013/ENEM 2ª APLICAÇÃO) Antes das lombadas eletrônicas, eram pintadas faixas nas
ruas para controle da velocidade dos automóveis. A velocidade era estimada com o
uso de binóculos e cronômetros. O policial utilizava a relação entre a distância
percorrida e o tempo gasto, para determinar a velocidade de um veículo.
Cronometrava-se o tempo que um veículo levava para percorrer a distância entre duas
faixas fixas, cuja distância era conhecida. A lombada eletrônica é um sistema muito
preciso, porque a tecnologia elimina erros do operador. A distância entre os sensores
é de 2 metros, e o tempo é medido por um circuito eletrônico. O tempo mínimo, em
segundos, que o motorista deve gastar para passar pela lombada eletrônica, cujo limite
é de 𝟒𝟎 𝒌𝒎/𝒉, sem receber uma multa, é de
a) 0,05. b) 11,1. c) 0,18. d) 22,2. e) 0,50.
6. (2014/ENEM/3ª Aplicação) Durante a formação de uma tempestade, são observadas
várias descargas elétricas, os raios, que podem ocorrer das nuvens para o solo
(descarga descendente), do solo para as nuvens (descarga ascendente) ou entre uma
nuvem e outra. Normalmente, observa-se primeiro um clarão no céu (relâmpago) e
somente alguns segundos depois ouve-se o barulho (trovão) causado pela descarga
elétrica. O trovão ocorre devido ao aquecimento do ar pela descarga elétrica que sofre
uma expansão e se propaga em forma de onda sonora.
O fenômeno de ouvir o trovão certo tempo após a descarga elétrica ter ocorrido deve-
se
a) à velocidade de propagação do som ser diminuída por conta do aquecimento do ar.
b) à propagação da luz ocorrer através do ar e a propagação do som ocorrer através
do solo.
c) à velocidade de propagação da luz ser maior do que a velocidade de propagação do
som no ar.
d) ao relâmpago ser gerado pelo movimento de cargas elétricas, enquanto o som é
gerado a partir da expansão do ar.
e) ao tempo da duração da descarga elétrica ser menor que o tempo gasto pelo som
para percorrer a distância entre o raio e quem o observa.
7. (2012/ENEM) Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma
encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto
desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos
de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro
trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de
80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima
permitida é 120 km/h.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 78
Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa
ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário,
em horas, para a realização da entrega?
a) 0,7 b) 1.4 c) 1.5 d) 2,0 e) 3,0
8. (2012/ENEM PPL) Em apresentações musicais realizadas em espaços onde o público
fica longe do palco, é necessária a instalação de alto-falantes adicionais a grandes
distâncias, além daqueles localizados no palco. Como a velocidade com que o som se
propaga no ar (vsom = 3,4 × 10² m/s) é muito menor do que a velocidade com que o sinal
elétrico se propaga nos cabos (vsinal = 2,6 × 10⁸ m/s), é necessário atrasar o sinal elétrico
de modo que este chegue pelo cabo ao alto-falante no mesmo instante em que o som
vindo do palco chega pelo ar. Para tentar contornar esse problema, um técnico de som
pensou em simplesmente instalar um cabo elétrico com comprimento suficiente para
o sinal elétrico chegarao mesmo tempo que o som, em um alto-falante que está a uma
distância de 680 metros do palco.
A solução é inviável, pois seria necessário um cabo elétrico de comprimento mais
próximo de
a) 1,1 x 10³ km. b) 8,9 x 10⁴ km. c) 1,3 x 10⁵ km.
d) 5,2 x 10⁵ km. e) 6,0 x 10¹³ km.
9. (2008/ENEM)O gráfico abaixo modela a distância percorrida, em km, por uma pessoa
em certo período de tempo. A escala de tempo a ser adotada para o eixo das abscissas
depende da maneira como essa pessoa se desloca.
Qual é a opção que apresenta a melhor associação entre meio ou forma de locomoção e
unidade de tempo, quando são percorridos 10 km?
a) carroça – semana
b) carro – dia
c) caminhada – hora
d) bicicleta – minuto
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 79
e) avião – segundo
10. (2007/ENEM) Explosões solares emitem radiações eletromagnéticas muito intensas e
ejetam, para o espaço, partículas carregadas de alta energia, o que provoca efeitos
danosos na Terra. O gráfico abaixo mostra o tempo transcorrido desde a primeira
detecção de uma explosão solar até a chegada dos diferentes tipos de perturbação e
seus respectivos efeitos na Terra.
Considerando-se o gráfico, é correto afirmar que a perturbação por ondas de rádio
geradas em uma explosão solar
a) dura mais que uma tempestade magnética.
b) chega à Terra dez dias antes do plasma solar.
c) chega à Terra depois da perturbação por raios X.
d) tem duração maior que a da perturbação por raios X.
e) tem duração semelhante à da chegada à Terra de partículas de alta energia.
11.
SEU OLHAR
(Gilberto Gil, 1984)
Na eternidade
Eu quisera ter
Tantos anos-luz
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 80
Quantos fosse precisar
Pra cruzar o túnel
Do tempo do seu olhar
(2001/ENEM) Gilberto Gil usa na letra da música a palavra composta anos-luz. O
sentido prático, em geral, não é obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física,
um ano luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz e o tempo de um ano e
que, portanto, se refere a
a) tempo.
b) aceleração.
c) distância.
d) velocidade.
e) luminosidade.
12. (2020/UERJ) O universo observável, que se expande em velocidade constante, tem
extensão média de 93 bilhões de anos-luz e idade de 13,8 bilhões de anos. Quando o
universo tiver a idade de 20 bilhões de anos, sua extensão, em bilhões de anos-luz,
será igual a:
a) 105 b) 115 c) 135 d) 165
13. (2019/UERJ) O Sol é a estrela mais próxima da Terra e dista cerca de 150.000.000 km
do nosso planeta. Admitindo que a luz percorre 300.000 km por segundo, o tempo, em
minutos, para a luz que sai do Sol chegar à Terra é, aproximadamente, igual a:
a) 7,3 b) 7,8 c) 8,3 d) 8,8
14. (2019/UERJ) Estima-se que um mosquito seja capaz de voar 3,0 km por dia, como
informa o texto. Nessas condições, a velocidade média do mosquito corresponde, em
km/h, a:
a) 0,125 b) 0,250 c) 0,600 d) 0,800
15. (2017/UERJ) O rompimento da barragem de contenção de uma mineradora em Mariana
(MG) acarretou o derramamento de lama contendo resíduos poluentes no rio Doce.
Esses resíduos foram gerados na obtenção de um minério composto pelo metal de
menor raio atômico do grupo 8 da tabela de classificação periódica. A lama levou 16
dias para atingir o mar, situado a 600 km do local do acidente, deixando um rastro de
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 81
destruição nesse percurso. Caso alcance o arquipélago de Abrolhos, os recifes de
coral dessa região ficarão ameaçados.
Com base nas informações apresentadas no texto, a velocidade média de
deslocamento da lama, do local onde ocorreu o rompimento da barragem até atingir o
mar, em km/h, corresponde a:
a) 1,6 b) 2,1 c) 3,8 d) 4,6
16. (2017.2/UERJ) Pela turbina de uma hidrelétrica, passam 𝟓𝟎𝟎 𝒎𝟑 de água por segundo.
A ordem de grandeza do volume de água que passa por essa turbina em 𝟑 𝒉
corresponde, em litros, a:
a) 𝟏𝟎𝟖 b) 𝟏𝟎𝟏𝟎 c) 𝟏𝟎𝟏𝟐 d) 𝟏𝟎𝟏𝟒
17. (2015/UERJ) Em uma pista de competição, quatro carrinhos elétricos, numerados de I
a IV, são movimentados de acordo com o gráfico 𝒗 𝒙 𝒕 a seguir.
O carrinho que percorreu a maior distância em 4 segundos tem a seguinte numeração:
a) I b) II c) III d) IV
18. (2019/UERJ/1ª FASE) Observe no gráfico a curva representativa do movimento de um
veículo ao longo do tempo, traçada a partir das posições registradas durante seu
deslocamento.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 82
O valor estimado da velocidade média do veículo, em 𝒎/𝒔, corresponde a:
a) 𝟏 b) 2 c) 3 d) 4
19. (2014.2/UERJ) Em um longo trecho retilíneo de uma estrada, um automóvel se desloca
a 80 km/h e um caminhão a 60 km/h, ambos no mesmo sentido e em movimento
uniforme. Em determinado instante, o automóvel encontra-se 60 km atrás do caminhão.
O intervalo de tempo, em horas, necessário para que o automóvel alcance o caminhão
é cerca de:
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4
20. (2010/UERJ) Um foguete persegue um avião, ambos com velocidades constantes e
mesma direção. Enquanto o foguete percorre 4,0 km, o avião percorre apenas 1,0 km.
Admita que, em um instante t1, a distância entre eles é de 4,0 km e que, no instante t2,
o foguete alcança o avião.
No intervalo de tempo t2-t1, a distância percorrida pelo foguete, em quilômetros,
corresponde aproximadamente a:
a) 4,7 b) 5,3 c) 6,2 d) 8,6
21. (2011/UnB) Todo infinito tem o mesmo tamanho? Qual a diferença entre o infinitamente
grande e o infinitamente pequeno? Afinal, o que é o infinito?
Ao longo da história, muitos dedicaram-se a refletir sobre esse problema, como o
grego Zenão de Eleia (495-435 a.C.), que propôs o problema da corrida entre Aquiles,
o mais veloz corredor do mundo, e uma tartaruga, que, em razão de sua óbvia
desvantagem, largaria alguns metros à frente do herói mítico. Contrariamente à
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 83
constatação evidente da vantagem de Aquiles, argumentou Zenão que o atleta nunca
alcançaria o animal, pois, quando chegasse ao ponto de partida da tartaruga, ela já
teria avançado mais uma distância, de modo que, quando ele atingisse o ponto onde
ela se encontrava nesse momento, ela já teria avançado mais outra distância. E isso
se sucederia infinitamente, caso os espaços fossem divididos infinitamente.
O entendimento dessa questão sempre foi intrigante. Pensadores da Antiguidade,
anteriores a Pitágoras (500 a.C.), já eram atormentados por essa problemática.
Entretanto, apenas ao final do século XIX, na Alemanha, com Georg Cantor (1845-
1918), a ideia de infinito foi, realmente, consolidada na matemática. Os matemáticos já
sabiam do caráter infinito de alguns conjuntos, como os dos números inteiros, dos
racionais, dos irracionais e dos reais, mas desconheciam que alguns conjuntos
poderiam ser mais infinitos que outros. Cantor demonstrou que, embora infinitos, os
números racionais podem ser enumerados — ou contados —, assim como os inteiros.
Todavia, os números irracionais são “mais infinitos" que os racionais e não podem
ser contados. Assim, a quantidade de infinitos racionais, valor denominado alef zero,
é menor que a quantidade de infinitos irracionais, valor denominado alef 1. Em outras
palavras, Cantor postulou que os números racionais, bem como os inteiros, são, de
fato, infinitos, mas são contáveis, ao passo que os números irracionais são infinitos e
incontáveis e o infinito dos números racionais é menor que o infinito dos números
irracionais.
Internet: <http://revistagalileu.globo.com>(com adaptações).
Com base nessas informações, julgue o item a seguir.
Na física, a resposta para o problema proposto por Zenão pode ser dada pela seguinte
afirmação: o movimento de Aquiles será negativamente acelerado, se o da tartaruga for
retilíneo uniforme.
22. (2020/UFPR) Grandezas físicas são caracterizadas pelos seus valores numéricos e
respectivas unidades. Há vários sistemas de unidades, sendo que o principal, em uso
na maioria dos países, é o Sistema Internacional de Unidades – SI. Esse sistema é
composto por sete unidades básicas (ou fundamentais) e por unidades derivadas,
formadas por combinações daquelas. A respeito do assunto, considere as seguintes
afirmativas:
1. No SI, a unidade associada com a grandeza capacitância é farad.
2. No SI, a unidade associada com a grandeza energia é erg.
3. No SI, a unidade associada com a grandeza campo magnético é tesla.
4. No SI, a unidade associada com a grandeza pressão é pascal.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 84
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
23. (2019/UFPR) O Sistema Internacional de Unidades (SI) tem sete unidades básicas:
metro (𝒎), quilograma (𝒌𝒈), segundo (𝒔), ampère (𝑨), mol (𝒎𝒐𝒍), kelvin (𝑲) e candela
(𝒄𝒅). Outras unidades, chamadas derivadas, são obtidas a partir da combinação destas.
Por exemplo, o coulomb (𝑪) é uma unidade derivada, e a representação em termos de
unidades básicas é 𝟏 𝑪 = 𝟏 𝑨 ⋅ 𝒔. A unidade associada a forças, no SI, é o newton (𝑵),
que também é uma unidade derivada. Assinale a alternativa que expressa corretamente
a representação do newton em unidades básicas.
a) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈 ⋅ 𝒎/𝒔𝟐. b) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈 ⋅ 𝒎𝟐 /𝒔𝟐.
c) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈/𝒔𝟐. d) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈/𝒔.
e) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈.𝒎𝟐.
24. (2018/UFPR/MODIFICADA) Numa experiência realizada em laboratório, a posição x de
um objeto, cuja massa é constante, foi medida em função do tempo t. Com isso,
construiu-se o gráfico a seguir. Sabe-se que o referencial adotado para realizar as
medidas é inercial e que o objeto se move ao longo de uma linha reta.
Com base no gráfico, considere as seguintes afirmativas:
1. A velocidade média entre 𝒕 = 𝟎 e 𝒕 = 𝟏𝟎 𝒔 é de 𝟐 𝒎/𝒔.
2. A velocidade média entre 𝒕 = 𝟐𝟎 e 𝒕 = 𝟑𝟎 𝒔 é de 𝟒 𝒎/𝒔.
3. O deslocamento total do objeto desde t = 0 até t = 40 s é nulo.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 85
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
d) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
25. (2018/UFPR/MODIFICADA) Um trem se desloca em movimento retilíneo uniforme numa
dada seção reta de trilhos. Sabe-se que, nesse movimento, analisado num referencial
inercial, a velocidade é de 𝟕𝟐 𝒌𝒎/𝒉. Com base nesses dados, assinale a alternativa que
apresenta corretamente o valor do deslocamento realizado pelo trem num intervalo de
10 minutos executando esse movimento.
a) 1,2 km. b) 10 km. c) 12 km. d) 100 km. e) 120 km.
26. (2018/UFPR) Existem grandezas características de cada área da Física, e suas
respectivas unidades são usadas de forma bastante comum. Considerando essas
unidades, em Eletromagnetismo, ____________ aparece como unidade comum. Em
Termodinâmica, temos __________. Em Mecânica, temos ___________, e em
Ondulatória, ___________.
Assinale a alternativa que apresenta as unidades que preenchem corretamente as
lacunas acima, na ordem em que aparecem no texto.
a) metro – segundo – dioptria – tesla. b) coulomb – kelvin – newton – hertz.
c) joule – metro – volt – grama. d) watt – radiano – ampère – pascal.
e) newton – mol – ohm – candela.
27. (2017/UFPR) A utilização de receptores GPS é cada vez mais frequente em veículos. O
princípio de funcionamento desse instrumento é baseado no intervalo de tempo de
propagação de sinais, por meio de ondas eletromagnéticas, desde os satélites até os
receptores GPS. Considerando a velocidade de propagação da onda eletromagnética
como sendo de 𝟑𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟎 𝒌𝒎/𝒔 e que, em determinado instante, um dos satélites
encontra-se a 𝟑𝟎. 𝟎𝟎𝟎 𝒌𝒎 de distância do receptor, qual é o tempo de propagação da
onda eletromagnética emitida por esse satélite GPS até o receptor?
a) 10 s. b) 1s. c) 0,1 s. d) 0,01 s. e) 1ms.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 86
28. (2016/UFPR) Um sistema amplamente utilizado para determinar a velocidade de
veículos - muitas vezes, chamado erroneamente de "radar" - possui dois sensores
constituídos por laços de tios condutores embutidos no asfalto. Cada um dos laços
corresponde a uma bobina. Quando o veículo passa pelo primeiro laço, a indutância
da bobina é alterada e é detectada a passagem do veículo por essa bobina. Nesse
momento, é acionada a contagem de tempo, que é interrompida quando da passagem
do veículo pela segunda bobina.
Com base nesse sistema, considere a seguinte situação: em uma determinada via, cuja
velocidade limite é 60 km/h, a distância entre as bobinas é de 3,0 m. Ao passar um
veículo por esse “radar”, foi registrado um intervalo de tempo de passagem entre as
duas bobinas de 200 ms. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade
determinada pelo sistema quando da passagem do veículo.
a) 15 km/h b) 23,7 km/h c) 54 km/h d)58,2 km/h e) 66,6 km/h.
29. (2012/UFPR) A unidade de uma grandeza física pode ser escrita como
𝒌𝒈∙𝒎²
𝒔³∙𝑨
.
Considerando que essa unidade foi escrita em termos das unidades fundamentais do
SI, assinale a alternativa correta para o nome dessa grandeza.
a) Resistência elétrica.
b) Potencial elétrico.
c) Fluxo magnético.
d) Campo elétrico.
e) Energia elétrica.
30. (2011/UFPR) Em 1914, o astrônomo americano Vesto Slipher, analisando o espectro
da luz de várias galáxias, constatou que a grande maioria delas estava se afastando da
Via Láctea. Em 1931, o astrônomo Edwin Hubble, fazendo um estudo mais detalhado,
comprovou os resultados de Slipher e ainda chegou a uma relação entre a distância (𝒙)
e a velocidade de afastamento ou recessão (𝒗) das galáxias em relação à Via Láctea,
isto é, 𝒙 = 𝑯𝟎
−𝟏 ⋅ 𝒗. Nessa relação, conhecida com a Lei de Hubble, 𝑯𝟎 é determinado
experimentalmente e igual a 𝟕𝟓 𝒌𝒎/(𝒔 ⋅ 𝑴𝒑𝒄). Com o auxílio dessas informações e
supondo uma velocidade constante para a recessão das galáxias, é possível calcular
a idade do Universo, isto é, o tempo transcorrido desde o Big Bang (Grande Explosão)
até hoje. Considerando 𝟏 𝒑𝒄 = 𝟑 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟔 𝒎, assinale a alternativa correta para a idade do
Universo em horas.
a) 𝟔, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟕. b) 𝟑, 𝟕𝟓 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟔. c) 𝟐, 𝟒𝟎 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟖.
d) 𝟔, 𝟔𝟔 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟓. e) 𝟏, 𝟏𝟏 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟒.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 87
31. (2014/UEA) Com aproximadamente 6 500 km de comprimento, o rio Amazonas disputa
com o rio Nilo o título de rio mais extenso do planeta. Suponha que uma gota de água
que percorra o rio Amazonas possua velocidade igual a 18 km/h e que essa velocidade
se mantenha constante durante todo o percurso. Nessas condições, o tempo
aproximado, em dias, que essa gota levaria para percorrer toda a extensão do rio é
a) 20. b) 35. c) 25. d) 30. e) 15.
32. (2016/UEMA) Para os jogos olímpicos que serão realizados no Brasil, em2016, espera-
se bater o recorde na prova de nado borboleta em piscina de 50 m, alcançada no
campeonato brasileiro, de 2012, no Rio de Janeiro. Naquela oportunidade, a prova foi
realizada em 22,76 segundos, quando César Cielo desenvolveu uma velocidade de,
aproximadamente, 2,00 m/s.
HTTP ://tribunadonorte.com.br.
A velocidade empreendida pelo atleta na prova corresponde, em km/h, a
a) 1,64. b) 7,20. c) 8,00. d) 11,38. e) 25,00.
33. (2015/UEMA) “[...] A distância que um atleta de futebol percorre durante uma partida é,
em média, 12 km para os homens e 10 km para as mulheres."
Fonte: Disponível em: <http://www.univesp.ensinosuperior.sp.gov.br/>. Acesso em: 30 jun. 2014.
(adaptado)
As velocidades médias, para homens e mulheres, no decorrer dos 90 min, em um jogo de
futebol, são, respectivamente,
a) 114,3 m/min e 95,2 m/min b) 8,0 km/h e 6,7 km/h
c) 266,70 m/min e 222,2 m/min d) 8,0 m/h e 6,7 m/h
e) 16,0 m/h e 13,4 m/h
34. (2019/UFU) O morcego é um animal que possui um sistema de orientação por meio da
emissão de ondas sonoras. Quando esse animal emite um som e recebe o eco 0,3
segundos após, significa que o obstáculo está a que distância dele? (Considere a
velocidade do som no ar de 340 m/s).
a) 102 m. b) 51 m. c) 340 m. d) 1.133 m.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 88
35. (2007/UFU) O gráfico a seguir representa a velocidade em função do tempo de um
automóvel que parte do repouso. A velocidade máxima permitida é de 72 km/h. No
instante t, quando o motorista atinge essa velocidade limite, ele deixa de acelerar o
automóvel e passa a se deslocar com velocidade constante.
Sabendo-se que o automóvel percorreu 1,2 km em 90 segundos, o valor do instante t
é
a) 80 s. b) 30 s. c) 60 s. d) 50 s.
36. (2016/UFRGS) Pedro e Paulo diariamente usam bicicletas para ir ao colégio. O gráfico
abaixo mostra como ambos percorreram as distâncias até o colégio, em função do
tempo, em certo dia.
Com base no gráfico, considere as seguintes afirmações.
I. A velocidade média desenvolvida por Pedro foi maior do que a desenvolvida por Paulo.
II. A máxima velocidade foi desenvolvida por Paulo.
III. Ambos estiveram parados pelo mesmo intervalo de tempo, durante seus percursos.
Quais estão corretas?
a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III.
d) Apenas II e III. e) I, II e III.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 89
7 - GABARITO DAS QUESTÕES SEM COMENTÁRIOS
7.1 – JÁ CAIU NA UNESP
1. C 2. E 3. D
4. A 5. E 6. D
7. D 8. D 9. E
10. B 11. D 12. D
13. ℎ = 3,0 ⋅ 103 𝑚. 14. B 15. D
16. A
7.2 – JÁ CAIU NOS PRINCIPAIS VESTIBULARES
1. B 2. C 3. C
4. E 5. C 6. C
7. C 8. D 9. C
10. D 11. C 12. C
13. C 14. A 15. A
16. B 17. B 18. A
19. C 20. B 21. Correta.
22. C 23. A 24. D
25. C 26. B 27. C
28. C 29. B 30. E
31. E 32. B 33. B
34. B 35. C 36. A
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 90
8 - QUESTÕES RESOLVIDAS E COMENTADAS
8.1 – JÁ CAIU NA UNESP
1. (2020/UNESP) A Companhia de Engenharia de Tráfego (CET) divulgou um estudo
apresentando a mobilidade no sistema viário da cidade de São Paulo. Um dos
resultados desse estudo consiste na comparação da velocidade média do tráfego
geral, em um importante conjunto de vias, no sentido bairro-centro (BC) e no sentido
centro-bairro (CB), nos horários de pico dos períodos da manhã e da tarde, de 2013 a
2017. O gráfico apresenta esse comparativo:
De acordo com o gráfico, em apenas um dos sentidos e em um determinado período foram
registradas seguidas reduções anuais no tempo médio de deslocamento ao longo das
vias. Comparando 2017 com 2013, a redução do tempo de deslocamento nessas vias, em
porcentagem, é de, aproximadamente,
a) 12,9%. b) 5,1%. c) 21,7%. d) 1,8%. e) 27,7%.
Comentários
A velocidade e o tempo são grandezas inversamente proporcionais, para uma mesma
distância percorrida:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
⇒ ∆𝑡 =
∆𝑆
𝑣
O único trecho em que a velocidade sempre foi crescente é o BC – manhã. Dessa forma,
devemos fazer a razão entre os tempos desse trecho para os anos de 2017 e 2013:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 91
∆𝑡2017
∆𝑡2013
=
∆𝑆
𝑣2017
∆𝑆
𝑣2013
=
∆𝑆
𝑣2017
∆𝑆
𝑣2013
=
1
𝑣2017
1
𝑣2013
∆𝑡2017
∆𝑡2013
=
𝑣2013
𝑣2017
=
18,4
23,5
≅ 0,783
Para determinarmos a diminuição percentual, devemos subtrair o valor encontrado de 1 e efetuar
a multiplicação por 100:
𝑅𝑒𝑑𝑢çã𝑜 = (1 − 0,783) ⋅ 100 = 21,7 %
Gabarito: “c”.
2. (2020/UNESP) O gráfico representa a velocidade escalar de um nadador em função do
tempo, durante um ciclo completo de braçadas em uma prova disputada no estilo nado
de peito, em uma piscina.
Considerando que, em um trecho de comprimento 36 m, o nadador repetiu esse ciclo de
braçadas e manteve o ritmo de seu nado constante, o número de braçadas completas
dadas por ele foi em torno de
a) 20. b) 35. c) 15. d) 30. e) 25.
Comentários
𝐴 = 𝐴1 + 𝐴2 + 𝐴3 + 𝐴4
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 92
𝐴 = 1,8 ⋅ (0,4 − 0) +
1,8 ⋅ (0,6 − 0,4)
2
+
1,8 ⋅ (0,8 − 0,6)
2
+ 1,8 ⋅ (1,0 − 0,8)
𝐴 = 1,44 𝑚
Então, em um ciclo de braçadas, ele percorre 1,44 m. Como ele se move em um trecho
com 3m metros, o número de braçadas do nadador é de:
𝑛 =
36
1,44
= 25 𝑏𝑟𝑎ç𝑎𝑑𝑎𝑠
Gabarito: “e”.
3. (2018/UNESP) Juliana pratica corridas e consegue correr 𝟓, 𝟎 𝒌𝒎 em meia hora. Seu
próximo desafio é participar da corrida de São Silvestre, cujo percurso é de 𝟏𝟓 𝒌𝒎.
Como é uma distância maior do que a que está acostumada a correr, seu instrutor
orientou que diminuísse sua velocidade média habitual em 𝟒𝟎 % durante a nova prova.
Se seguir a orientação de seu instrutor, Juliana completará a corrida de São Silvestre
em
a) 2h 40min. b) 3h 00min. c) 2h 15min. d) 2h 30min. e) 1h 52min.
Comentários
Primeiro devemos calcular a velocidade média de Juliana em seus treinos, para isso
podemos utilizar a Equação da velocidade para o MRU.
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
(Equação da velocidade para o MRU)
Substituindo-se os valores fornecidos, lembrando que meia hora é equivalente a 0,5 hora:
𝑣𝑚,𝑡𝑟𝑒𝑖𝑛𝑜 =
5,0
0,5
= 10 𝑘𝑚/ℎ
Se Juliana reduzir a sua velocidade média em 40%, ela deverá correr com 60% da
velocidade média, assim:
𝑣𝑚,𝑐𝑜𝑚𝑝𝑒𝑡𝑖çã𝑜 = 60 % 𝑑𝑒 10 𝑘𝑚/ℎ =
60
100
∙ 10 𝑘𝑚/ℎ
𝑣𝑚,𝑐𝑜𝑚𝑝𝑒𝑡𝑖çã𝑜 = 0,6 ⋅ 10 = 6,0 𝑘𝑚/ℎ
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 93
Agora que sabemos a velocidade média com a qual Juliana irá competir, e também
sabemos que a corrida de São Silvestre tem um percurso de 15 km, podemos calcular o tempo
esperado para Juliana fazendo uso novamente da Equação da velocidade para o MRU:
𝑣𝑚,𝑐𝑜𝑚𝑝𝑒𝑡𝑖çã𝑜 =
∆𝑆 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑡𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎
Substituindo as informações obtidas:
0,6 =
15
𝑡𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎
Rearranjando:
𝑡𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎 =
15
6,0
= 2,5ℎ
Vamos interpretar o resultado obtido para respondermos corretamente à questão:
𝑡𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎 = 2,5ℎ = 2,0 ℎ + 0,5ℎ = 2,0ℎ + 30 𝑚𝑖𝑛
Portanto, é esperado que Juliana complete a prova em 2 horas e 30 minutos.
Gabarito: “d”.
4. (2019/UNESP/1ª FASE) Tomando como base um Boeing 737-800, seus tanques de
combustível podem comportar até 21 t (21 toneladas) de querosene de aviação (QAV).
O consumo do QAV tem como principal variável o peso total da aeronave. Além disso,
altitude, velocidade e temperatura também influenciam na conta. Quanto mais longo o
percurso, mais eficiente a aeronave será, pois o consumo do QAV em altitude é muito
menor, devido à atmosferamais rarefeita, que causa menos resistência ao avanço e, ao
mesmo tempo em que ocorre o consumo, reduz-se o peso da aeronave.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 94
Em voo de cruzeiro (quando o avião alcança a velocidade e altitude ideais) o consumo de
QAV é de aproximadamente 2200 kg/h. A fase do voo com maior consumo de combustível
é a subida, pois a aeronave precisa de muita força para decolar e ganhar altitude. O
consumo de QAV chega a ser o dobro, se comparado ao voo de cruzeiro. Já na descida,
o consumo é menor, chegando a ser 1/3 em comparação ao voo de cruzeiro.
(www.agenciaabear.com.br. Adaptado.)
O gráfico mostra o tempo decorrido desde que um Boeing 737-800 iniciou a decolagem no
aeroporto de origem, atingiu sua altitude de cruzeiro e finalmente pousou no aeroporto de
destino. Os aeroportos podem ser considerados ao nível do mar.
Considerando as informações sobre consumo de QAV dadas no texto, pode-se estimar
que o consumo total de combustível no voo representado pelo gráfico foi próximo de
a) 7 000 kg. b) 11 000 kg. c) 9 000 kg. d) 3 000 kg. e) 5 000 kg.
Comentários
Do gráfico, temos que o tempo de subida é de 20 minutos. O tempo de cruzeiro de 130
minutos e o tempo de descida de 30 minutos.
Em cada trecho, devemos calcular a quantidade de QAV consumida pelo produto do
consumo e o tempo de voo. Perceba que isso pode ser determinado pela análise adimensional:
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 ⋅ 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 =
𝑘𝑔
ℎ
⋅ ℎ =
𝑘𝑔
ℎ
⋅ ℎ = 𝑘𝑔
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 95
Devemos converter cada intervalo de tempo para horas. Lembre-se que uma hora
equivale a 60 minutos. Para a subida, cujo consumo é o dobro da fase de cruzeiro, temos:
𝑄𝐴𝑉𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 = 2 ⋅ 2200 ⋅
20
60
= 1466,7 𝑘𝑔 𝑄𝐴𝑉
Durante a fase de cruzeiro, temos:
𝑄𝐴𝑉𝑐𝑟𝑢𝑧𝑒𝑖𝑟𝑜 = 2200 ⋅
130
60
= 4766,7 𝑘𝑔 𝑄𝐴𝑉
Finalmente, na fase de descida, na qual o consumo é de um terço da fase de cruzeiro:
𝑄𝐴𝑉𝑑𝑒𝑠𝑐𝑖𝑑𝑎 =
2200
3
⋅
30
60
= 366,7 𝑘𝑔 𝑄𝐴𝑉
E o total de 𝑄𝐴𝑉 consumido durante esse voo foi de:
𝑄𝐴𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝐴𝑉𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 + 𝑄𝐴𝑉𝑐𝑟𝑢𝑧𝑒𝑖𝑟𝑜 + 𝑄𝐴𝑉𝑑𝑒𝑠𝑐𝑖𝑑𝑎
𝑄𝐴𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 1466,7 + 4766,7 + 366,7 ≅ 7000 𝑘𝑔 𝑄𝐴𝑉
Gabarito: “a”.
5. (2017/UNESP/1ª FASE) O limite máximo de velocidade para veículos leves na pista
expressa da Av. das Nações Unidas, em São Paulo, foi recentemente ampliado de
𝟕𝟎 𝒌𝒎/𝒉 para 𝟗𝟎 𝒌𝒎/𝒉. O trecho dessa avenida conhecido como Marginal Pinheiros
possui extensão de 𝟐𝟐, 𝟓 𝒌𝒎.
Comparando os limites antigo e novo de velocidades, a redução máxima de tempo que
um motorista de veículo leve poderá conseguir ao percorrer toda a extensão da
Marginal Pinheiros pela pista expressa, nas velocidades máximas permitidas, será de,
aproximadamente,
a) 1 minuto e 7 segundos. b) 4 minutos e 33 segundos. c) 3 minutos e 45 segundos.
d) 3 minutos e 33 segundos. e) 4 minutos e 17 segundos.
Comentários
Devemos calcular os tempos necessários para percorrer a Marginal Pinheiros com as duas
velocidades citadas. Para isso, devemos usar a equação da velocidade para o MRU.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 96
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
(Equação da velocidade para o MRU)
Isolando o intervalo de tempo nessa relação, temos:
∆𝑡 =
∆𝑆
𝑣
Agora podemos substituir os valores:
∆𝑡𝑟á𝑝𝑖𝑑𝑜 =
22,5
90
ℎ
∆𝑡𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜 =
22,5
70
ℎ
Em vez de fazer essas duas divisões horrorosas, podemos antes converter os intervalos
de tempo para segundos, o que facilitaria as nossas contas. Lembre-se que uma hora
equivale a 3600 segundos.
Dessa forma:
∆𝑡𝑟á𝑝𝑖𝑑𝑜 =
22,5
90
⋅ 3600 𝑠
∆𝑡𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜 =
22,5
70
⋅ 3600 𝑠
Repare que podemos simplificar as operações:
∆𝑡𝑟á𝑝𝑖𝑑𝑜 =
22,5
90
⋅ 3600 = 22,5 ⋅ 40 = 900 𝑠
∆𝑡𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜 =
22,5
70
⋅ 3600 =
22,5 ⋅ 360
7
≅ 1157 𝑠
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 97
Isso significa uma diferença de tempo de:
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 1157 − 900 = 257 𝑠
Um minuto equivale a 60 segundos. Dessa forma, temos:
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 240 𝑠 + 17 𝑠 = 4 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 + 17 𝑠
Gabarito: “e”
6. (2016/UNESP/1ª FASE) Em uma viagem de carro com sua família, um garoto colocou
em prática o que havia aprendido nas aulas de física. Quando seu
pai ultrapassou um caminhão em um trecho reto da estrada, ele
calculou a velocidade do caminhão ultrapassado utilizando um
cronômetro.
O garoto acionou o cronômetro quando seu pai alinhou a frente
do carro com a traseira do caminhão e o desligou no instante em
que a ultrapassagem terminou, com a traseira do carro alinhada
com a frente do caminhão, obtendo 𝟖, 𝟓 𝒔 para o tempo de
ultrapassagem.
Em seguida, considerando a informação contida na figura e
sabendo que o comprimento do carro era 𝟒 𝒎 e que a velocidade do carro permaneceu
constante e igual a 𝟑𝟎 𝒎/𝒔, ele calculou a velocidade média do caminhão, durante a
ultrapassagem, obtendo corretamente o valor
a) 24 m/s. b) 21 m/s. c) 22 m/s. d) 26 m/s. e) 28 m/s.
Comentários
Devemos considerar o carro e o caminhão como corpos extensos nessa situação. A
ultrapassagem se inicia quando a parte dianteira do carro se alinha com a parte traseira do
caminhão, e ela tem fim quando a parte dianteira do caminhão se alinha com a parte traseira do
carro.
Por esse motivo, podemos imaginar que a distância equivalente à soma dos comprimentos
do carro e do caminhão deve ser percorrida com a velocidade relativa entre esses dois veículos,
que se dará pela diferença entre a velocidade do carro (maior) e a velocidade do caminhão
(menor).
Dessa forma, devemos usar a equação da velocidade para o MRU.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 98
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
(Equação da velocidade para o MRU)
Para a situação em questão, temos:
𝑣𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 =
𝐿𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑎𝑑𝑜
∆𝑡
𝑣𝑐𝑎𝑟𝑟𝑜 − 𝑣𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛ℎã𝑜 =
𝐿𝑐𝑎𝑟𝑟𝑜 + 𝐿𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛ℎã𝑜
∆𝑡
30 − 𝑣𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛ℎã𝑜 =
4 + 30
8,5
−𝑣𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛ℎã𝑜 =
4 + 30
8,5
− 30
𝑣𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛ℎã𝑜 = 30 −
4 + 30
8,5
= 30 −
34
8,5
= 30 − 4
𝑣𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛ℎã𝑜 = 26 𝑚/𝑠
Gabarito: “d”
7. (2015/UNESP/1ª FASE) João mora em São Paulo e tem um compromisso às 𝟏𝟔 𝒉 em
São José dos Campos, distante 𝟗𝟎 𝒌𝒎 de São Paulo. Pretendendo fazer uma viagem
tranquila, saiu, no dia do compromisso, de São Paulo às 𝟏𝟒 𝒉, planejando chegar ao
local pontualmente no horário marcado. Durante o trajeto, depois de ter percorrido um
terço do percurso com velocidade média de 𝟒𝟓 𝒌𝒎/𝒉, João recebeu uma ligação em
seu celular pedindo que ele chegasse meia hora antes do horário combinado.
Para chegar ao local do compromisso no novo horário, desprezando-se o tempo parado
para atender a ligação, João deverá desenvolver, no restante do percurso, uma velocidade
média, em 𝒌𝒎/𝒉, no mínimo, igual a
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 99
a) 120. b) 60. c) 108. d) 72. e) 90.
Comentários
Primeiramente, devemos descobrir quanto tempo João gastou para percorrer o primeiro
terço da viagem, que equivale a 30 𝑘𝑚. Como sabemos a sua velocidade média nesse trecho,
temos que:
𝑣1 =
∆𝑆1
∆𝑡1
⟺ ∆𝑡1 =
∆𝑆1
𝑣1
∆𝑡1 =
∆𝑆1
𝑣1
=
30
45
=
2
3
ℎ
Se um terço do trecho de 90 𝑘𝑚 já foi percorrido, sabemos que ainda restam dois terços
de 90 𝑘𝑚, ou 60 𝑘𝑚 a serem percorridos.
João teria um prazo de 1,5 ℎ, ou 3/2 ℎ, já que saiu de São Paulo às 14h e deve chegar às
15h e 30 minutos em São José dos Campos. Contudo como 2/3 ℎ já se passaram, ele tem a
diferença entre esses intervalos de tempo para chegarao seu destino. Com isso, podemos
escrever:
𝑣2 =
∆𝑆2
∆𝑡2
=
60
3
2
−
2
3
=
60
9
6
−
4
6
=
60
5
6
𝑣2 = 60 ⋅
6
5
= 12 ⋅ 6 = 72 km/h
Gabarito: “d”
8. (2014/UNESP/1ª FASE) Os dois primeiros colocados de uma prova de 100 m rasos de
um campeonato de atletismo foram, respectivamente, os corredores A e B. O gráfico
representa as velocidades escalares desses dois corredores em função do tempo,
desde o instante da largada (t = 0) até os instantes em que eles cruzaram a linha de
chegada.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 100
Analisando as informações do gráfico, é correto afirmar que, no instante em que o
corredor A cruzou a linha de chegada, faltava ainda, para o corredor B completar a prova,
uma distância, em metros, igual a
a) 5. b) 25. c) 15. d) 20. e) 10.
Comentários
Pela análise do gráfico, podemos perceber que o corredor A cruzou a linha de chegada
na marca de 10 segundos. O corredor B, nesse instante de tempo, tinha a velocidade de 10
metros por segundo. Se esse corredor ainda permaneceu correndo por dois segundos, isso
significa que ele ainda percorreu a distância de 20 metros.
Gabarito: “d”
9. (2014/UNESP/1ª FASE) Um motorista dirigia por uma estrada plana e retilínea quando,
por causa de obras, foi obrigado a desacelerar seu veículo, reduzindo sua velocidade
de 𝟗𝟎 𝒌𝒎/𝒉 (𝟐𝟓 𝒎/𝒔) para 𝟓𝟒 𝒌𝒎/𝒉 (𝟏𝟓 𝒎/𝒔). Depois de passado o trecho em obras,
retornou à velocidade inicial de 𝟗𝟎 𝒌𝒎/𝒉. O gráfico representa como variou a
velocidade escalar do veículo em função do tempo, enquanto ele passou por esse
trecho da rodovia.
Caso não tivesse reduzido a velocidade devido às obras, mas mantido sua velocidade
constante de 𝟗𝟎 𝒌𝒎/𝒉 durante os 𝟖𝟎 𝒔 representados no gráfico, a distância adicional que
teria percorrido nessa estrada seria, em metros, de
a) 1650. b) 800. c) 950. d) 1250. e) 350.
Comentários
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 101
Como o gráfico fornecido relaciona a velocidade e o tempo, podemos calcular a distância
pedida pela área do gráfico destacada abaixo:
Note que a área azul simula a situação na qual a velocidade teria permanecido constante
valendo 25 𝑚/𝑠. Sendo essa área a de um trapézio, podemos escrever:
Aazul =
(𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 + 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟)
2
⋅ 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
Aazul =
[(60 − 10) + (40 − 20)]
2
⋅ (25 − 15)
Aazul =
(50 + 20)
2
⋅ 10 = 350
Como a área é numericamente igual à distância percorrida, temos:
𝐷 = 350 𝑚
Gabarito: “e”
10. (2011/UNESP/1ª FASE-MODIFICADA) No gráfico a seguir são apresentados os valores
da velocidade 𝑽, em 𝒎/𝒔, alcançada por um dos pilotos em uma corrida em um circuito
horizontal e fechado, nos primeiros 𝟏𝟒 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔 do seu movimento. Sabe-se que de
𝟖 𝒂 𝟏𝟎 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔 a trajetória era retilínea. Considere 𝒈 = 𝟏𝟎 𝒎/𝒔𝟐 e que para completar
uma volta o piloto deve percorrer uma distância igual a 𝟒𝟎𝟎 𝒎.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 102
A partir da análise do gráfico, são feitas as afirmações:
I. O piloto completou uma volta nos primeiros 𝟖 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔 de movimento.
II. O piloto demorou 𝟗 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔 para completar uma volta.
São verdadeiras apenas as afirmações
a) I. b) II. c) I e II. d) Nenhuma.
Comentários
I – Incorreta. A distância percorrida pelo piloto nos 8 primeiros segundos de movimento
pode ser calculada pela área abaixo da curva:
A área do triângulo azul pode ser calculada da seguinte forma:
Aazul =
𝑏𝑎𝑠𝑒 ⋅ 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
2
=
(8 − 0) ⋅ (80 − 0)
2
= 320
Sendo a área numericamente igual a distância percorrida, temos que ela será de apenas
320 𝑚, ao passo que uma volta compreende uma distância de 400 𝑚.
II – Correta. Sabemos que de 0 a 8 segundos, o piloto percorreu 320 𝑚. Isso significa que
ainda restam 80 𝑚 para uma volta completa. Note que a partir de 𝑡 = 8 𝑠 o piloto passa a se
mover com velocidade uniforme de 80 𝑚/𝑠, até 𝑡 = 10 𝑠. Se a sua velocidade é de 80 𝑚/𝑠, isso
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 103
significa que a cada segundo, ele se move uma distância de 80 𝑚. Sendo assim, após um
segundo, ou seja, em 𝑡 = 9 𝑠, o piloto terá completado a volta.
Gabarito: “b”
11. (2010/UNESP/1ª FASE) Nos últimos meses assistimos aos danos causados por
terremotos. O epicentro de um terremoto é fonte de ondas mecânicas tridimensionais
que se propagam sob a superfície terrestre. Essas ondas são de dois tipos:
longitudinais e transversais. As ondas longitudinais viajam mais rápido que as
transversais e, por atingirem as estações sismográficas primeiro, são também
chamadas de ondas primárias (ondas P); as transversais são chamadas de ondas
secundárias (ondas S). A distância entre a estação sismográfica e o epicentro do
terremoto pode ser determinada pelo registro, no sismógrafo, do intervalo de tempo
decorrido entre a chegada da onda P e a chegada da onda S.
Considere uma situação hipotética, extremamente simplificada, na qual, do epicentro
de um terremoto na Terra são enviadas duas ondas, uma transversal que viaja com
uma velocidade de, aproximadamente 𝟒, 𝟎 𝒌𝒎/𝒔, e outra longitudinal, que viaja a uma
velocidade de, aproximadamente 𝟔, 𝟎 𝒌𝒎/𝒔. Supondo que a estação sismográfica mais
próxima do epicentro esteja situada a 𝟏𝟐𝟎𝟎 𝒌𝒎 deste, qual a diferença de tempo
transcorrido entre a chegada das duas ondas no sismógrafo?
a) 600 s. b) 400 s. c) 300 s. d) 100 s. e) 50 s.
Comentários
Devemos calcular os tempos necessários para a onda percorrer a distância do epicentro
até a estação sismográfica com as duas velocidades citadas. Para isso, devemos usar a equação
da velocidade para o MRU.
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
⇒ ∆𝑡 =
∆𝑆
𝑣
(Equação da velocidade para o MRU)
Agora podemos substituir os valores:
{
∆𝑡𝑟á𝑝𝑖𝑑𝑜 =
1200
6
= 200 𝑠
∆𝑡𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜 =
1200
4
= 300 𝑠
Dessa forma, temos a diferença entre os tempos de 100 𝑠.
Gabarito: “d”
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 104
12. (2008/UNESP/1ª FASE) Os movimentos de dois veículos, I e II, estão registrados no
gráfico abaixo.
Sendo veículos retilíneos, a velocidade do veículo II no instante em que alcança I é:
a) 𝟏𝟓 𝒎/𝒔. b) 𝟐𝟎 𝒎/𝒔. c) 𝟐𝟓 𝒎/𝒔. d) 𝟑𝟎 𝒎/𝒔. e) 𝟑𝟓 𝒎/𝒔.
Comentários
Em um gráfico de posição em função do tempo, como o da questão, um veículo alcança
o outro quando os dois ocupam a mesma posição no espaço. Isso acontece no tempo 𝑡 = 15 𝑠,
e 𝑆 = 225 𝑚.
Até 𝑡 = 15 𝑠, o veículo II se move com velocidade variável, o que fica evidenciado por seu
gráfico ser uma curva. Isso dificulta o cálculo de sua velocidade instantânea. Por outro lado,
podemos determinar a sua velocidade usando os pontos a partir desse tempo, visto que até o
final do gráfico a sua velocidade permanece praticamente constante.
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
(Equação da velocidade para o MRU)
Usando o ponto no qual 𝑡 = 15 𝑠 e 𝑆 = 225 𝑚, e o ponto no qual 𝑡 = 20 𝑠 e 𝑆 = 375 𝑚,
temos:
𝑣 =
(375 − 225)
(20 − 15)
=
150
5
= 30 𝑚/𝑠
Gabarito: “d”
13. (2007/UNESP/1ª FASE) Mapas topográficos da Terra são de grande importância para
as mais diferentes atividades, tais como navegação, desenvolvimento de pesquisas
ou uso adequado do solo. Recentemente, a preocupação com o aquecimento global
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 105
fez dos mapas topográficos das geleiras o foco de atenção de ambientalistas e
pesquisadores. O levantamento topográfico pode ser feito com grande precisão
utilizando os dados coletados por altímetros em satélites. O princípio é simples econsiste em registrar o tempo decorrido entre o instante em que um pulso de laser é
emitido em direção à superfície da Terra e o instante em que ele retoma ao satélite,
depois de refletido pela superfície na Terra.
Considere que o tempo decorrido entre a emissão e a recepção do pulso de laser,
quando emitido sobre uma região ao nível do mar, seja de 𝟏𝟖 ⋅ 𝟏𝟎−𝟒 𝒔 s. Se a velocidade
do laser for igual a 𝟑 ⋅ 𝟏𝟎𝟖 𝒎/𝒔, calcule a altura, em relação ao nível do mar, de uma
montanha de gelo sobre a qual um pulso de laser incide e retorna ao satélite após
𝟏𝟕, 𝟖 ⋅ 𝟏𝟎−𝟒 segundos.
Comentários
Devemos calcular a distância percorrida pelo laser nas duas situações. Para isso,
devemos usar a equação da velocidade para o MRU.
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
(Equação da velocidade para o MRU)
Isolando a distância nessa relação, temos:
∆𝑆 = 𝑣 ⋅ ∆𝑡
Agora podemos substituir os valores:
∆𝑆𝑚𝑎𝑟 = 3 ⋅ 10
8 ⋅ 18 ⋅ 10−4 = 54 ⋅ 104 𝑚
∆𝑆𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛ℎ𝑎 = 3 ⋅ 10
8 ⋅ 17,8 ⋅ 10−4 = 53,4 ⋅ 104 𝑚
A diferença entre as distâncias será o dobro da altura da montanha, visto que o tempo
envolvido na incidência e no retorno do laser:
2 ⋅ ℎ𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛ℎ𝑎 = 0,60 ⋅ 10
4 𝑚
ℎ𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛ℎ𝑎 = 0,30 ⋅ 10
4 𝑚 = 3,0 ⋅ 103 𝑚
Gabarito: 𝒉 = 𝟑, 𝟎 ⋅ 𝟏𝟎𝟑 𝒎.
14. (2007/UNESP/1ª FASE) O motorista de um veículo A é obrigado a frear bruscamente
quando avista um veículo B à sua frente, locomovendo-se no mesmo sentido, com
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 106
uma velocidade constante menor que a do veículo A. Ao final da desaceleração, o
veículo A atinge a mesma velocidade que B, e passa também a se locomover com
velocidade constante.
O movimento, a partir do início da frenagem, é descrito pelo gráfico da figura.
Considerando que a distância que separava ambos os veículos no início da frenagem era
de 𝟑𝟐 𝒎, ao final dela a distância entre ambos é de
a) 1,0 m. b) 2,0 m. c) 3,0 m. d) 4,0 m. e) 5,0 m.
Comentários
A diferença entre a distância percorrida pelo veículo A e pelo veículo B, durante a
frenagem, pode ser calculada pela área entre as duas curvas:
A área do triângulo azul pode ser calculada da seguinte forma:
Aazul =
𝑏𝑎𝑠𝑒 ⋅ 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
2
Aazul =
(4 − 0) ⋅ (30 − 15)
2
= 30
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 107
Sendo a área numericamente igual a distância percorrida, temos que ela será de 30 𝑚.
Como a distância entre os dois veículos era, inicialmente, de 32 𝑚, ainda restarão 2 𝑚 entre os
dois veículos após a frenagem.
Gabarito: “b”
15. (2014/UNESP) O fluxo (Φ) representa o volume de sangue que atravessa uma sessão
transversal de um vaso sanguíneo em um determinado intervalo de tempo. Esse fluxo
pode ser calculado pela razão entre a diferença de pressão do sangue nas duas
extremidades do vaso (P1 e P2), também chamada de gradiente de pressão, e a
resistência vascular (R), que é a medida da dificuldade de escoamento do fluxo
sanguíneo, decorrente, principalmente, da viscosidade do sangue ao longo do vaso.
A figura ilustra o fenômeno descrito.
Assim, o fluxo sanguíneo Ф pode ser calculado pela seguinte fórmula, chamada de lei de
Ohm:
Considerando a expressão dada, a unidade de medida da resistência vascular (R), no
Sistema Internacional de Unidades, está corretamente indicada na alternativa
a)
𝒌𝒈⋅𝒔
𝒎𝟓
b)
𝒌𝒈⋅𝒎𝟒
𝒔
c)
𝒌𝒈⋅𝒔𝟐
𝒎
d)
𝒌𝒈
𝒎𝟒⋅𝒔
e)
𝒌𝒈𝟐⋅𝒎𝟓
𝒔𝟐
Comentários
Se o fluxo (Φ) representa o volume de sangue que atravessa uma sessão transversal de
um vaso sanguíneo em um determinado intervalo de tempo, sua unidade fica:
[𝛷]
Pressão é definida como a razão da força por uma área. Assim, temos:
[𝑃] =
𝑁
𝑚2
=
𝑘𝑔 ⋅ 𝑚/𝑠2
𝑚2
A partir da definição fornecida, podemos escrever:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 108
[𝑅] =
[𝑃]
[𝛷]
=
𝑘𝑔
𝑚 ⋅ 𝑠2
𝑚3
𝑠
=
𝑘𝑔
𝑚4 ⋅ 𝑠
Gabarito: “d”.
16. (2009/UNESP) Desde 1960, o Sistema Internacional de Unidades (SI) adota uma única
unidade para quantidade de calor, trabalho e energia, e recomenda o abandono da
antiga unidade ainda em uso. Assinale a alternativa que indica na coluna I a unidade
adotada pelo SI e na coluna II a unidade a ser abandonada.
Comentários
a) Correta. A antiga unidade caloria, advinda da não mais aceita Teoria do Calorífico, foi
substituída pelo Joule como unidade de energia no Sistema Internacional de Unidades.
b) Incorreta. A assertiva inverte as duas unidades, o Joule substituiu a caloria.
c) Incorreta. O Watt é uma unidade de potência, e não de energia.
d) Incorreta. A quilocaloria é a unidade antiga de energia, com o prefixo quilo, que
representa 103. Ainda assim, o Watt não é uma unidade de energia, e sim de potência.
e) Incorreta. O pascal é a unidade padrão para a pressão no SI.
Gabarito: “a”.
8.2 - JÁ CAIU NOS PRINCIPAIS VESTIBULARES
1. (2019/ENEM) A agricultura de precisão reúne técnicas agrícolas que consideram
particularidades locais do solo ou lavoura a fim de otimizar o uso de recursos. Uma
das formas de adquirir informações sobre essas particularidades é a fotografia aérea
de baixa altitude realizada por um veículo aéreo não tripulado (vant). Na fase de
aquisição é importante determinar o nível de sobreposição entre as fotografias. A
figura ilustra como uma sequência de imagens é coletada por um vant e como são
formadas as sobreposições frontais.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 109
O operador do vant recebe uma encomenda na qual as imagens devem ter uma
sobreposição frontal de 20% em um terreno plano. Para realizar a aquisição das imagens,
seleciona uma altitude H fixa de voo de 1 000 m, a uma velocidade constante de 50 𝒎 𝒔−𝟏.
A abertura da câmera fotográfica do vant é de 90°. Considere 𝒕𝒈(𝟒𝟓°) = 𝟏.
Natural Resources Canada. Concepts of Aerial Photography. Disponível em: www.nrcan.gc.ca. Acesso em: 26 abr.
2019 (adaptado).
Com que intervalo de tempo o operador deve adquirir duas imagens consecutivas?
A) 40 segundos. B) 32 segundos. C) 28 segundos.
D) 16 segundos. E) 8 segundos.
Comentários
Devemos analisar a situação de duas fotografias consecutivas, representada por dois
triângulos:
Da figura, percebemos que a distância entre duas fotografias será de:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 110
∆𝑆 = 𝐿 − 0,2 ⋅ 𝐿 = 0,8 𝐿
Para determinarmos o valor de 𝐿, podemos usar a metade do primeiro triângulo, traçando
uma reta perpendicular a sua base, que pode ser uma altura. Pela tangente do ângulo de 45°,
temos:
𝑡𝑔(45°) =
𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜
𝑎𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒
=
𝐻
𝐿/2
Sendo a altitude fixa de voo de 1.000 m, e a tangente de 45° igual a 1, conforme
enunciado:
1 =
1000
𝐿/2
⇒ 𝐿 = 2000 𝑚
De posse da distância percorrida entre pelo vant a cada foto, e de sua velocidade, somos
capazes de determinar o intervalo de tempo pedido:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
⇒ ∆𝑡 =
∆𝑆
𝑣
∆𝑡 =
0,8 ⋅ 𝐿
𝑣
=
0,8 ⋅ 2000
50
=
0,8 ⋅ 200
5
= 0,8 ⋅ 40 = 32 𝑠
Gabarito: “b”.
2. (2019/ENEM 2ª APLICAÇÃO) Astrônomos medem a velocidade de afastamento de
galáxias distantes pela detecção da luz emitida por esses sistemas. A Lei de Hubble
afirma que a velocidade de afastamento de uma galáxia (em 𝒌𝒎/𝒔) é proporcional à sua
distância até a Terra, medida em megaparsec (𝑴𝒑𝒄). Nessa lei, a constante de
proporcionalidade é a constante de Hubble (𝑯𝟎) e seu valor mais aceito é de 𝟕𝟐
𝒌𝒎
𝒔
𝑴𝒑𝒄
. O
parsec (𝒑𝒄) é uma unidade de distância utilizada em astronomia que vale
aproximadamente 𝟑 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟔 𝒎. Observações astronômicas determinaram que a
velocidade de afastamento de uma determinada galáxiaé de 𝟏𝟒𝟒𝟎 𝒌𝒎/𝒔. Utilizando a
Lei de Hubble, pode-se concluir que a distância até essa galáxia, medida em km, é igual
a:
a) 𝟐𝟎 ⋅ 𝟏𝟎𝟎 b) 𝟐𝟎 ⋅ 𝟏𝟎𝟔 c) 𝟔 ⋅ 𝟏𝟎𝟐𝟎
d) 𝟔 ⋅ 𝟏𝟎𝟐𝟑 e) 𝟔 ⋅ 𝟏𝟎𝟐𝟔
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 111
Comentários
Segundo a lei de Hubble, existe proporcionalidade entre a velocidade de afastamento das
galáxias e a distância à Terra, e a constante que rege essa proporcionalidade vale 𝐻0 = 72
𝑘𝑚
𝑠
𝑀𝑝𝑐
.
Podemos então escrever a relação da seguinte maneira:
𝑉𝑎𝑓𝑎𝑠𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝐻0 ⋅ 𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 à 𝑇𝑒𝑟𝑟𝑎
Logo, do enunciado
1440 𝑘𝑚/𝑠 = 72
𝑘𝑚
𝑠
𝑀𝑝𝑐
⋅ 𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎
Através de análise dimensional, podemos eliminar as unidades de velocidade (𝑘𝑚/𝑠) de
ambos os lados da equação:
1440 =
72
𝑀𝑝𝑐
⋅ 𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎
Sabendo que 1 𝑀𝑝𝑐 = 106 𝑝𝑎𝑟𝑠𝑒𝑐,
1440 =
72
3 ⋅ 1016 ⋅ 106 𝑚
⋅ 𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎
𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 =
1440 ⋅ 3 ⋅ 1022 𝑚
72
= 60 ⋅ 1022 𝑚 = 6 ⋅ 1023 𝑚 = 6 ⋅ 1020 𝑘𝑚
Gabarito: “c”.
3. (2017/ENEM LIBRAS) No Brasil, a quantidade de mortes decorrentes de acidentes por
excesso de velocidade já é tratada como uma epidemia. Uma forma de profilaxia é a
instalação de aparelhos que medem a velocidade dos automóveis e registram, por meio
de fotografias, os veículos que trafegam acima do limite de velocidade permitido. O
princípio de funcionamento desses aparelhos consiste na instalação de dois sensores
no solo, de forma a registrar os instantes em que o veículo passa e, em caso de excesso
de velocidade, fotografar o veículo quando ele passar sobre uma marca no solo, após
o segundo sensor. Considere que o dispositivo representado na figura esteja instalado
em uma via com velocidade máxima permitida de 60 km/h.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 112
No caso de um automóvel que trafega na velocidade máxima permitida, o tempo, em
milissegundos, medido pelo dispositivo, é
a) 8,3. b) 12,5. c) 30,0. d) 45,0. e) 75,0.
Comentários
Como a distância é de 0,50 metros e a velocidade máxima é de 60 km/h, podemos calcular
o tempo utilizando a velocidade média:
𝑣𝑚 =
Δ𝑆
Δ𝑡
∴ Δ𝑡 =
0,50 ⋅ 10−3𝑘𝑚
60𝑘𝑚/ℎ
= 8,333 ⋅ 10−6ℎ
Convertendo para milissegundos, teremos:
Δ𝑡 = 8,333 ⋅ 10−6ℎ ⋅ 3600 𝑠 = 30 𝑚𝑠
Gabarito: “c”.
4. (2013/ENEM 2ª APLICAÇÃO) Conta-se que um curioso incidente aconteceu durante a
Primeira Guerra Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto
francês viu o que acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a
rapidamente, ficou surpreso ao verificar que se tratava de um projétil alemão.
PERELMAN, J. Aprenda física brincando. São Paulo: Hemus, 1970.
O piloto consegue apanhar o projétil, pois
a) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na
frente do piloto.
b) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente
superior.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 113
c) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião
francês passou.
d) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor.
e) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor.
Comentários
a) Incorreta. Com o piloto em movimento, caso o projétil tivesse sido freado pelo ar, teria
ficado para trás, visto que a velocidade relativa entre os dois seria numericamente igual à do
piloto.
b) Incorreta. Uma vez que o piloto observou o projétil parado, a velocidade deste deveria
ser igual a do piloto, para que a velocidade relativa entre os dois fosse nula.
c) Incorreta. Com movimentos em direções distintas não seria possível que o projétil
ficasse parado em relação ao piloto.
d) Incorreta. Para que o projétil tivesse velocidade nula em relação ao piloto, a direção e
sentido de ambos precisariam ser as mesmas.
e) Correta. Com velocidade em mesmo sentido, direção, e módulo, o a velocidade relativa
entre o piloto e o projétil seria nula.
Gabarito: “e”.
5. (2013/ENEM 2ª APLICAÇÃO) Antes das lombadas eletrônicas, eram pintadas faixas nas
ruas para controle da velocidade dos automóveis. A velocidade era estimada com o
uso de binóculos e cronômetros. O policial utilizava a relação entre a distância
percorrida e o tempo gasto, para determinar a velocidade de um veículo.
Cronometrava-se o tempo que um veículo levava para percorrer a distância entre duas
faixas fixas, cuja distância era conhecida. A lombada eletrônica é um sistema muito
preciso, porque a tecnologia elimina erros do operador. A distância entre os sensores
é de 2 metros, e o tempo é medido por um circuito eletrônico.
O tempo mínimo, em segundos, que o motorista deve gastar para passar pela lombada
eletrônica, cujo limite é de 𝟒𝟎 𝒌𝒎/𝒉, sem receber uma multa, é de
a) 𝟎, 𝟎𝟓. b) 𝟏𝟏, 𝟏. c) 𝟎, 𝟏𝟖. d) 𝟐𝟐, 𝟐. e) 𝟎, 𝟓𝟎.
Comentários
Para responder essa questão, primeiramente é necessário ajustar a unidade da
velocidade:
40 𝑘𝑚/ℎ
3,6
≅ 11,11 𝑚/𝑠
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 114
Para encontrar o menor tempo que o carro pode atravessar a faixa para manter-se no
limite de velocidade imposto, utilizamos a equação da definição da velocidade:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
11,11 =
2
∆𝑡
∆𝑡 =
2
11,11
≅ 0,18 𝑠
Gabarito: “c”.
6. (2014/ENEM/3ª Aplicação)Durante a formação de uma tempestade, são observadas
várias descargas elétricas, os raios, que podem ocorrer das nuvens para o solo
(descarga descendente), do solo para as nuvens (descarga ascendente) ou entre uma
nuvem e outra. Normalmente, observa-se primeiro um clarão no céu (relâmpago) e
somente alguns segundos depois ouve-se o barulho (trovão) causado pela descarga
elétrica. O trovão ocorre devido ao aquecimento do ar pela descarga elétrica que sofre
uma expansão e se propaga em forma de onda sonora.
O fenômeno de ouvir o trovão certo tempo após a descarga elétrica ter ocorrido deve-
se
a) à velocidade de propagação do som ser diminuída por conta do aquecimento do ar.
b) à propagação da luz ocorrer através do ar e a propagação do som ocorrer através
do solo.
c) à velocidade de propagação da luz ser maior do que a velocidade de propagação do
som no ar.
d) ao relâmpago ser gerado pelo movimento de cargas elétricas, enquanto o som é
gerado a partir da expansão do ar.
e) ao tempo da duração da descarga elétrica ser menor que o tempo gasto pelo som
para percorrer a distância entre o raio e quem o observa.
Comentários
Como a velocidade do som no ar é cerda de 340m/s e a velocidade da luz é de 300 000
000m/s (𝟑, 𝟎 × 𝟏𝟎𝟖 𝒎/𝒔), então sempre veremos a luz antes de ouvir o som do trovão, pois a
velocidade da luz é muito maior que a velocidade do som.
Raio é o fenômeno, relâmpago é o clarão, devido ao aquecimento do ar pela descarga
elétrica, e trovão é o estrondo sônico causado pela expansão do ar.
Gabarito: “c”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 115
7. (2012/ENEM) Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma
encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto
desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos
de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro
trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de
80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima
permitida é 120 km/h.
Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa
ande continuamente na velocidademáxima permitida, qual será o tempo necessário,
em horas, para a realização da entrega?
a) 0,7 b) 1.4 c) 1.5 d) 2,0 e) 3,0
Comentários
O tempo total de viagem será dado pela soma dos tempos dos dois trechos. Vamos nos
lembrar da relação entre velocidade, distância e tempo para o movimento retilíneo e uniforme:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
⇒ ∆𝑡 =
∆𝑆
𝑣
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∆𝑡1 + ∆𝑡2
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =
∆𝑆1
𝑣1
+
∆𝑆2
𝑣2
∆𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =
80
80
+
60
120
= 1 + 0,5 = 1,5 ℎ
Gabarito: “c”.
8. (2012/ENEM PPL) Em apresentações musicais realizadas em espaços onde o público
fica longe do palco, é necessária a instalação de alto-falantes adicionais a grandes
distâncias, além daqueles localizados no palco. Como a velocidade com que o som se
propaga no ar (vsom = 3,4 × 10² m/s) é muito menor do que a velocidade com que o sinal
elétrico se propaga nos cabos (vsinal = 2,6 × 10⁸ m/s), é necessário atrasar o sinal elétrico
de modo que este chegue pelo cabo ao alto-falante no mesmo instante em que o som
vindo do palco chega pelo ar. Para tentar contornar esse problema, um técnico de som
pensou em simplesmente instalar um cabo elétrico com comprimento suficiente para
o sinal elétrico chegar ao mesmo tempo que o som, em um alto-falante que está a uma
distância de 680 metros do palco.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 116
A solução é inviável, pois seria necessário um cabo elétrico de comprimento mais
próximo de
a) 1,1 x 10³ km.
b) 8,9 x 10⁴ km.
c) 1,3 x 10⁵ km.
d) 5,2 x 10⁵ km.
e) 6,0 x 10¹³ km.
Comentários
Para a situação da questão, necessitamos um cabo tal que o som chegue ao mesmo
tempo que o sinal elétrico no fim do destino. Vamos primeiro calcular quanto tempo o som
demora para chegar no destino:
Então, temos que calcular a distância percorrida para o sinal elétrico tal que ele também
chegue em dois segundos no destino.
Este valor de distância é absurdo! Seria necessário um cabo que conseguisse dar treze
voltas ao redor da Terra! Vemos, então, que essa não é uma solução possível para as
apresentações musicais, e o técnico de som estava enganado. Para marcar a alternativa correta,
a questão pede apenas o comprimento necessário do cabo, que é igual ao comprimento da
alternativa (D).
Gabarito: “d”.
9. (2008/ENEM) O gráfico abaixo modela a distância percorrida, em km, por uma pessoa
em certo período de tempo. A escala de tempo a ser adotada para o eixo das abscissas
depende da maneira como essa pessoa se desloca.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 117
Qual é a opção que apresenta a melhor associação entre meio ou forma de
locomoção e unidade de tempo, quando são percorridos 10 km?
a) carroça – semana
b) carro – dia
c) caminhada – hora
d) bicicleta – minuto
e) avião – segundo
Comentários
A questão cobra que o candidato seja capaz de estimar a velocidade média dos diversos
modais apresentados, além de conseguir interpretar o gráfico.
a) Incorreta. Uma carroça é capaz de se locomover a 5 𝑘𝑚/ℎ, o que significa que em
pouco mais de duas horas ela terá andando uma distância de 10 𝑘𝑚. Esse tempo será muito
menor que duas 2 semanas.
b) Incorreta. Um carro consegue andar a, no mínimo, 50 𝑘𝑚/ℎ. Isso significa que em muito
menos de uma hora, ela já tera percorrido 10 𝑘𝑚. Em pouco mais de dois dias, um carro é capaz
de sair do Sul do nosso país e chegar até o Rio Grande do Norte. Dessa forma, a alternativa é
inconsistente.
c) Correta. Podemos assumir que a velocidade média de uma caminhada seja de 5 𝑘𝑚/ℎ.
Dessa forma, em cerca de duas horas a pessoa terá caminhado por 10 𝑘𝑚. Isso faz com que a
alternativa seja consistente.
d) Incorreta. Assumindo que a bicicleta tenha andado 10 𝑘𝑚 em dois minutos ela deverá
andar a 5 𝑘𝑚/𝑚𝑖𝑛, ou 300 𝑘𝑚/ℎ. Ainda que exagerado, esse valor é muito alto para uma
bicicleta.
e) Incorreta. Um avião comercial voa a pouco menos de 1000 𝑘𝑚/ℎ, em pouco mais de
duas horas ele terá andado cerca de 2000 𝑘𝑚. Se uma hora equivale a 3600 𝑠, o avião anda
cerca de 0,5 𝑘𝑚 a cada segundo. Em 2 𝑠 ele terá andado perto de 1,0 𝑘𝑚, e não 10 𝑘𝑚.
Gabarito: “c”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 118
10. (2007/ENEM) Explosões solares emitem radiações eletromagnéticas muito intensas e
ejetam, para o espaço, partículas carregadas de alta energia, o que provoca efeitos
danosos na Terra. O gráfico abaixo mostra o tempo transcorrido desde a primeira
detecção de uma explosão solar até a chegada dos diferentes tipos de perturbação e
seus respectivos efeitos na Terra.
Considerando-se o gráfico, é correto afirmar que a perturbação por ondas de rádio
geradas em uma explosão solar
a) dura mais que uma tempestade magnética.
b) chega à Terra dez dias antes do plasma solar.
c) chega à Terra depois da perturbação por raios X.
d) tem duração maior que a da perturbação por raios X.
e) tem duração semelhante à da chegada à Terra de partículas de alta energia.
Comentários
a) Incorreta. Pela análise gráfica, vemos que a tempestade magnética, causada pelo
plasma solar, dura cerca de 9 dias, ao passo que as perturbações por onda de rádio cerca de 4
horas.
b) Incorreta. As ondas de rádio chegam em menos de um minuto, ao passo que o plasma
em cerca de um dia.
c) Incorreta. Pelo gráfico, as perturbações de raios X e de ondas de rádio chegam em
instantes de tempo muito próximos, não podemos afirmar qual chega antes ou depois com o
gráfico fornecido.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 119
d) Correta. A partir da análise do gráfico, notamos que a perturbação por ondas de rádio
dura até 4 horas. Por outro lado, as perturbações por raios X duram apenas cerca de 10 minutos.
e) Incorreta. A partir da análise do gráfico, notamos que a perturbação por ondas de rádio
dura até 4 horas. Por outro lado, as partículas de alta energia duram quase um dia completo.
Gabarito: “d”.
11.
SEU OLHAR
(Gilberto Gil, 1984)
Na eternidade
Eu quisera ter
Tantos anos-luz
Quantos fosse precisar
Pra cruzar o túnel
Do tempo do seu olhar
(2001/ENEM) Gilberto Gil usa na letra da música a palavra composta anos-luz. O
sentido prático, em geral, não é obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física,
um ano luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz e o tempo de um ano e
que, portanto, se refere a
a) tempo. b) aceleração. c) distância.
d) velocidade. e) luminosidade.
Comentários
A autor tem a impressão de que o ano-luz é uma unidade de tempo, quando na verdade
corresponde à distância percorrida pela luz no intervalo de um ano:
𝐴𝑛𝑜 𝑙𝑢𝑧 = 𝑐 ⋅ ∆𝑡
𝐴𝑛𝑜 𝑙𝑢𝑧 = 3,0 ⋅ 108 𝑚/𝑠 ⋅ 1 𝑎𝑛𝑜
𝐴𝑛𝑜 𝑙𝑢𝑧 = 3,0 ⋅ 108 𝑚/𝑠 ⋅ 3 ⋅ 107 𝑠 ≅ 9,0 ⋅ 1015 𝑚
Gabarito: “c”.
12. (2020/UERJ) O universo observável, que se expande em velocidade constante, tem
extensão média de 93 bilhões de anos-luz e idade de 13,8 bilhões de anos.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 120
Quando o universo tiver a idade de 20 bilhões de anos, sua extensão, em bilhões de
anos-luz, será igual a:
a) 105 b) 115 c) 135 d) 165
Comentários
Sabendo que a velocidade escalar média é igual a variação do deslocamento pelo tempo
gasto nesse deslocamento, têm-se:
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗ =
ΔS
Δt
=
93 bilhões de anos luz
13,8 bilhões de anos
=
Extensão
20 bilhões de anos
Extensã𝑜 =
93 ⋅ 20
13,8
≅ 135 𝑏𝑖𝑙ℎõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑜𝑠 𝑙𝑢𝑧
Gabarito: “c”.
13. (2019/UERJ) O Sol é a estrela mais próxima da Terra e dista cerca de 150.000.000 km
do nosso planeta. Admitindo que a luz percorre 300.000 km porsegundo, o tempo, em
minutos, para a luz que sai do Sol chegar à Terra é, aproximadamente, igual a:
a) 7,3 b) 7,8 c) 8,3 d) 8,8
Comentários
Sabendo que a velocidade escalar média é igual a variação do deslocamento pelo tempo
gasto nesse deslocamento, têm-se:
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗ =
ΔS
Δt
∴ Δt =
ΔS
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗
Δt =
1,5 ⋅ 108
3,0 ⋅ 105
= 500 𝑠 ≅ 8,3 𝑚𝑖𝑛
Gabarito: “c”.
14. (2019/UERJ) Estima-se que um mosquito seja capaz de voar 3,0 km por dia, como
informa o texto. Nessas condições, a velocidade média do mosquito corresponde, em
km/h, a:
a) 0,125 b) 0,250 c) 0,600 d) 0,800
Comentários
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 121
Sabendo que a velocidade média é dada por:
𝑣 =
∆𝑠
∆𝑡
Então, do enunciado:
∆𝑠 = 3 𝑘𝑚 𝑒 ∆𝑡 = 1 𝑑𝑖𝑎 = 24 ℎ
Portanto:
𝑣 =
3
24
𝑣 =
1
8
𝑣 = 0,125 𝑘𝑚/ℎ
Gabarito: “a”.
15. (2017/UERJ) O rompimento da barragem de contenção de uma mineradora em Mariana
(MG) acarretou o derramamento de lama contendo resíduos poluentes no rio Doce.
Esses resíduos foram gerados na obtenção de um minério composto pelo metal de
menor raio atômico do grupo 8 da tabela de classificação periódica. A lama levou 16
dias para atingir o mar, situado a 600 km do local do acidente, deixando um rastro de
destruição nesse percurso. Caso alcance o arquipélago de Abrolhos, os recifes de
coral dessa região ficarão ameaçados.
Com base nas informações apresentadas no texto, a velocidade média de
deslocamento da lama, do local onde ocorreu o rompimento da barragem até atingir o
mar, em km/h, corresponde a:
a) 1,6 b) 2,1 c) 3,8 d) 4,6
Comentários
Sabendo que a velocidade escalar média é igual a variação do deslocamento pelo tempo
gasto nesse deslocamento, têm-se:
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗ =
ΔS
Δt
=
600
16 ⋅ 24
≅ 1,56 𝑘𝑚/ℎ
Gabarito: “a”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 122
16. (2017.2/UERJ) Pela turbina de uma hidrelétrica, passam 𝟓𝟎𝟎 𝒎𝟑 de água por segundo.
A ordem de grandeza do volume de água que passa por essa turbina em 𝟑 𝒉
corresponde, em litros, a:
a) 𝟏𝟎𝟖 b) 𝟏𝟎𝟏𝟎 c) 𝟏𝟎𝟏𝟐 d) 𝟏𝟎𝟏𝟒
Comentários
Devemos nos lembrar que 1 𝑚3 = 1000 𝑙:
𝑉 = 500 𝑚3 = 500 ⋅ 1000 = 5 ⋅ 102 ⋅ 103 = 5 ⋅ 105 𝑙
Também devemos saber que uma hora equivale a 60 minutos, e um minuto a 60
segundos:
∆𝑡 = 3 ℎ = 3 ⋅ 60 ⋅ 60 = 1,08 ⋅ 104 𝑠
O volume que passa pela turbina em três horas, será dado por:
𝑉3 = 5 ⋅ 10
5 ⋅ 1,08 ⋅ 104 = 5,4 ⋅ 109
Como a questão pede a ordem de grandeza:
𝑉3 = 5,4 ⋅ 10
9 𝑙 = 1010 𝑙
Gabarito: “b”.
17. (2015/UERJ) Em uma pista de competição, quatro carrinhos elétricos, numerados de I
a IV, são movimentados de acordo com o gráfico 𝒗 𝒙 𝒕 a seguir.
O carrinho que percorreu a maior distância em 4 segundos tem a seguinte numeração:
a) I b) II c) III d) IV
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 123
Comentários
Sabendo que, em um gráfico de velocidade pelo tempo, a distância é numericamente igual
à área embaixo do gráfico, temos:
Δ𝑆1 =
2 ⋅ 0,5
2
+
0,5 + 2
2
+ (4 − 3) ⋅ 2 = 3,75 𝑚
Δ𝑆2 =
1 ⋅ 1
2
+
(1 + 1,5) ⋅ (3 − 1)
2
+ (4 − 3) ⋅ 1,5 = 4,5 𝑚
Δ𝑆3 =
2 ⋅ 1
2
+ (4 − 2) ⋅ 1 = 3,0 𝑚
Δ𝑆4 =
3 ⋅ 0,5
2
+
(1 + 0,5) ⋅ (4 − 3)
2
= 1,5 𝑚
Gabarito: “b”.
18. (2019/UERJ/1ª FASE) Observe no gráfico a curva representativa do movimento de um
veículo ao longo do tempo, traçada a partir das posições registradas durante seu
deslocamento.
O valor estimado da velocidade média do veículo, em 𝒎/𝒔, corresponde a:
a) 𝟏 b) 2 c) 3 d) 4
Comentários
Pelo gráfico de posição em função do tempo podemos perceber que se trata de um MRU,
já que estamos diante de uma reta. Podemos calcular a velocidade média pela variação da
posição pelo tempo.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 124
Precisamos escolher dois pontos para fazer a nossa estimativa. Quando 𝑡 = 12 𝑠, 𝑆12 ≅
16 𝑚. E para 𝑡 = 0, 𝑆0 ≅ 4 𝑚. Daí:
v =
∆S
∆𝑡
=
𝑆12 − 𝑆0
𝑡12 − 𝑡0
𝑣 =
16 − 4
12 − 0
=
12
12
= 1 𝑚/𝑠
Gabarito: “a”
19. (2014.2/UERJ) Em um longo trecho retilíneo de uma estrada, um automóvel se desloca
a 80 km/h e um caminhão a 60 km/h, ambos no mesmo sentido e em movimento
uniforme. Em determinado instante, o automóvel encontra-se 60 km atrás do caminhão.
O intervalo de tempo, em horas, necessário para que o automóvel alcance o caminhão
é cerca de:
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4
Comentários
A relação entre velocidade, deslocamento e tempo é dada pela equação abaixo:
𝑉 =
𝑑
𝑡
Como o automóvel se desloca a 80km/h, na mesma direção e sentido do deslocamento
do caminhão, que se move a 60km/h, então a velocidade relativa entre eles vale 20 km/h, pois o
carro se aproxima do caminhão com esta taxa. Para vencer a distância de 60 km entre eles, o
tempo de encontro fica:
𝑡 =
𝑑
𝑉𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎
=
60
20
= 3 ℎ
Gabarito: “c”.
20. (2010/UERJ) Um foguete persegue um avião, ambos com velocidades constantes e
mesma direção. Enquanto o foguete percorre 4,0 km, o avião percorre apenas 1,0 km.
Admita que, em um instante t1, a distância entre eles é de 4,0 km e que, no instante t2,
o foguete alcança o avião.
No intervalo de tempo t2-t1, a distância percorrida pelo foguete, em quilômetros,
corresponde aproximadamente a:
a) 4,7 b) 5,3 c) 6,2 d) 8,6
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 125
Comentários
A relação entre velocidade, deslocamento e tempo é dada pela equação abaixo:
𝑉𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 =
𝑑
𝑡𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜
𝑉𝐹𝑜𝑔𝑢𝑒𝑡𝑒 − 𝑉𝐴𝑣𝑖ã𝑜 =
4
𝑡𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜
4 ⋅ 𝑉𝑎𝑣𝑖ã𝑜 − 𝑉𝐴𝑣𝑖ã𝑜 =
4
𝑡𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜
3 ⋅ 𝑉𝑎𝑣𝑖ã𝑜 =
4
𝑡𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜
𝑡𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜 =
4
3 ⋅ 𝑉𝑎𝑣𝑖ã𝑜
Este é o tempo que o foguete ficou se movendo, totalizando uma distância de:
𝑑𝑓𝑜𝑔𝑢𝑒𝑡𝑒 = 𝑉𝑓𝑜𝑔𝑢𝑒𝑡𝑒 ⋅ 𝑡𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜
𝑑𝑓𝑜𝑔𝑢𝑒𝑡𝑒 = 4 ⋅ 𝑉𝑎𝑣𝑖ã𝑜 ⋅
4
3 ⋅ 𝑉𝑎𝑣𝑖ã𝑜
𝑑𝑓𝑜𝑔𝑢𝑒𝑡𝑒 =
16
3
= 5,3 𝑘𝑚
Gabarito: “b”.
21. (2011/UnB) Todo infinito tem o mesmo tamanho? Qual a diferença entre o infinitamente
grande e o infinitamente pequeno? Afinal, o que é o infinito?
Ao longo da história, muitos dedicaram-se a refletir sobre esse problema, como o
grego Zenão de Eleia (495-435 a.C.), que propôs o problema da corrida entre Aquiles,
o mais veloz corredor do mundo, e uma tartaruga, que, em razão de sua óbvia
desvantagem, largaria alguns metros à frente do herói mítico. Contrariamente à
constatação evidente da vantagem de Aquiles, argumentou Zenão que o atleta nunca
alcançaria o animal, pois, quando chegasse ao ponto de partida da tartaruga, ela já
teria avançado mais uma distância, de modo que, quando ele atingisse o ponto onde
ela se encontrava nesse momento, ela já teria avançado mais outra distância. E isso
se sucederia infinitamente, caso os espaços fossem divididos infinitamente.
O entendimento dessa questão sempre foi intrigante. Pensadores da Antiguidade,
anteriores a Pitágoras (500 a.C.), já eram atormentados por essa problemática.
Entretanto, apenas ao final do século XIX, na Alemanha, com Georg Cantor (1845-
1918), a ideia de infinito foi, realmente, consolidada na matemática. Os matemáticos já
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 126
sabiam do caráter infinito de alguns conjuntos, como os dos números inteiros, dos
racionais, dos irracionais e dos reais, mas desconheciam que alguns conjuntos
poderiam ser mais infinitos que outros. Cantor demonstrou que, embora infinitos, os
números racionais podem ser enumerados — ou contados —, assim como os inteiros.
Todavia, os númerosirracionais são “mais infinitos" que os racionais e não podem
ser contados. Assim, a quantidade de infinitos racionais, valor denominado alef zero,
é menor que a quantidade de infinitos irracionais, valor denominado alef 1. Em outras
palavras, Cantor postulou que os números racionais, bem como os inteiros, são, de
fato, infinitos, mas são contáveis, ao passo que os números irracionais são infinitos e
incontáveis e o infinito dos números racionais é menor que o infinito dos números
irracionais.
Internet: <http://revistagalileu.globo.com> (com adaptações).
Com base nessas informações, julgue o item a seguir.
Na física, a resposta para o problema proposto por Zenão pode ser dada pela seguinte
afirmação: o movimento de Aquiles será negativamente acelerado, se o da tartaruga for
retilíneo uniforme.
Comentários
Correta. Colocando uma reta de direção horizontal com sentido de crescimento da
esquerda para a direita. Sabendo que a velocidade de Aquiles é maior que a da Tartaruga, para
que a Tartaruga, com movimento retilíneo uniforme, nunca seja alcançada, Aquiles deverá ser
freado. Portanto, o movimento de Aquiles é retilíneo e uniformemente variado e com aceleração
negativa.
Gabarito: “Correta”.
22. (2020/UFPR) Grandezas físicas são caracterizadas pelos seus valores numéricos e
respectivas unidades. Há vários sistemas de unidades, sendo que o principal, em uso
na maioria dos países, é o Sistema Internacional de Unidades – SI. Esse sistema é
composto por sete unidades básicas (ou fundamentais) e por unidades derivadas,
formadas por combinações daquelas. A respeito do assunto, considere as seguintes
afirmativas:
1. No SI, a unidade associada com a grandeza capacitância é farad.
2. No SI, a unidade associada com a grandeza energia é erg.
3. No SI, a unidade associada com a grandeza campo magnético é tesla.
4. No SI, a unidade associada com a grandeza pressão é pascal.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 127
b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
Comentários
As grandezas derivadas de nomenclatura especial mais usadas do Sistema Internacional
são:
Grandeza derivada Símbolo
Nome escolhido
para a Unidade
derivada
Expressão em
termos de outras
unidades
frequência 𝐻𝑧 hertz s-1
força 𝑁 newton m kg s-2
pressão, tensão 𝑃𝑎 pascal N/m2 = m-1 kg s-2
energia, trabalho, quantidade de
calor
𝐽 joule N m = m2 kg s-2
potência, fluxo de energia 𝑊 watt J/s = m2 kg s-3
carga elétrica, quantidade de
eletricidade
𝐶 coulomb s A
diferença de potencial elétrico 𝑉 volt W/A = m2 kg s-3 A-1
resistência elétrica 𝛺 ohm V/A = m2 kg s-3 A-2
indução magnética 𝑇 tesla Wb/m2 = kg s-2 A-1
Notamos que a única afirmativa incorreta é a segunda, visto que a grandeza associada à
energia é o Joule [J].
Gabarito: “c”.
23. (2019/UFPR) O Sistema Internacional de Unidades (SI) tem sete unidades básicas:
metro (𝒎), quilograma (𝒌𝒈), segundo (𝒔), ampère (𝑨), mol (𝒎𝒐𝒍), kelvin (𝑲) e candela
(𝒄𝒅). Outras unidades, chamadas derivadas, são obtidas a partir da combinação destas.
Por exemplo, o coulomb (𝑪) é uma unidade derivada, e a representação em termos de
unidades básicas é 𝟏 𝑪 = 𝟏 𝑨 ⋅ 𝒔. A unidade associada a forças, no SI, é o newton (𝑵),
que também é uma unidade derivada. Assinale a alternativa que expressa corretamente
a representação do newton em unidades básicas.
a) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈 ⋅ 𝒎/𝒔𝟐. b) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈 ⋅ 𝒎𝟐 /𝒔𝟐.
c) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈/𝒔𝟐. d) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈/𝒔.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 128
e) 𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈.𝒎𝟐.
Comentários
O físico Isaac Newton, através da lei que ficou conhecida como Segunda Lei de Newton,
definiu a grandeza “força” realizada em um corpo como o produto da massa desse corpo pela
aceleração impressa nele. Fazendo uma análise dimensional, temos:
𝐹 = 𝑚 ⋅ 𝑎 = [𝑘𝑔] ⋅ [𝑚/𝑠2] = [𝑁]
Gabarito: “a”.
24. (2018/UFPR/MODIFICADA) Numa experiência realizada em laboratório, a posição x de
um objeto, cuja massa é constante, foi medida em função do tempo t. Com isso,
construiu-se o gráfico a seguir. Sabe-se que o referencial adotado para realizar as
medidas é inercial e que o objeto se move ao longo de uma linha reta.
Com base no gráfico, considere as seguintes afirmativas:
1. A velocidade média entre 𝒕 = 𝟎 e 𝒕 = 𝟏𝟎 𝒔 é de 𝟐 𝒎/𝒔.
2. A velocidade média entre 𝒕 = 𝟐𝟎 e 𝒕 = 𝟑𝟎 𝒔 é de 𝟒 𝒎/𝒔.
3. O deslocamento total do objeto desde t = 0 até t = 40 s é nulo.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
d) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
Comentários
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 129
1. Falsa. Como a velocidade média é igual a variação do deslocamento pelo tempo gasto
nesse deslocamento, vemos que, como o deslocamento é negativo, a velocidade média será de
−2𝑚/𝑠.
2. Verdadeira. Como a velocidade média é igual a variação do deslocamento pelo tempo
gasto nesse deslocamento, temos o deslocamento igual a 40 𝑚 e o tempo de 10 𝑠, portanto a
velocidade será igual 4 𝑚/𝑠
3. Falsa. O deslocamento será de 0 a 20 metros, portanto o deslocamento total é 20 m.
Gabarito: “d”.
25. (2018/UFPR/MODIFICADA) Um trem se desloca em movimento retilíneo uniforme numa
dada seção reta de trilhos. Sabe-se que, nesse movimento, analisado num referencial
inercial, a velocidade é de 𝟕𝟐 𝒌𝒎/𝒉. Com base nesses dados, assinale a alternativa que
apresenta corretamente o valor do deslocamento realizado pelo trem num intervalo de
10 minutos executando esse movimento.
a) 1,2 km. b) 10 km. c) 12 km. d) 100 km. e) 120 km.
Comentários
Vamos efetuar as conversões de unidade:
𝑣𝑚⃗⃗⃗⃗ ⃗ = 72 𝑘𝑚/ℎ = 1,2 𝑘𝑚/𝑚𝑖𝑛
Δ𝑆 = Δ𝑡 ⋅ 𝑣𝑚⃗⃗⃗⃗ ⃗ = 10 𝑚𝑖𝑛 ⋅ 1,2 𝑘𝑚/𝑚𝑖𝑛 = 12 𝑘𝑚
Gabarito: “c”.
26. (2018/UFPR) Existem grandezas características de cada área da Física, e suas
respectivas unidades são usadas de forma bastante comum. Considerando essas
unidades, em Eletromagnetismo, ____________ aparece como unidade comum. Em
Termodinâmica, temos __________. Em Mecânica, temos ___________, e em
Ondulatória, ___________.
Assinale a alternativa que apresenta as unidades que preenchem corretamente as
lacunas acima, na ordem em que aparecem no texto.
a) metro – segundo – dioptria – tesla. b) coulomb – kelvin – newton – hertz.
c) joule – metro – volt – grama. d) watt – radiano – ampère – pascal.
e) newton – mol – ohm – candela.
Comentários
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 130
Vamos analisar as unidades apresentadas em cada uma das alternativas:
a) metro (unidade
de comprimento)
segundo (unidade de
tempo)
dioptria (unidade de
vergência ou
capacidade de
refração)
tesla (unidade de
densidade de fluxo
magnético)
b) coulomb
(unidade de
carga elétrica)
kelvin (unidade de
temperatura)
newton (unidade de
força)
hertz (unidade de
frequência)
c) joule (unidade
de energia)
metro (unidade de
comprimento)
volt (unidade de
diferença de
potencial)
grama (unidade de massa)
d) watt (unidade de
potência)
radiano (unidade de
medidas angulares)
ampère (unidade de
corrente elétrica)
pascal (unidade de
pressão)
e) newton (unidade
de força)
mol (unidade de medida
de quantidade
substâncias)
ohm (unidade de
resistênciaelétrica)
candela (unidade de
intensidade luminosa)
Dessa forma, temos como resposta a alternativa B.
Gabarito: “b”.
27. (2017/UFPR) A utilização de receptores GPS é cada vez mais frequente em veículos. O
princípio de funcionamento desse instrumento é baseado no intervalo de tempo de
propagação de sinais, por meio de ondas eletromagnéticas, desde os satélites até os
receptores GPS. Considerando a velocidade de propagação da onda eletromagnética
como sendo de 𝟑𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟎 𝒌𝒎/𝒔 e que, em determinado instante, um dos satélites
encontra-se a 𝟑𝟎. 𝟎𝟎𝟎 𝒌𝒎 de distância do receptor, qual é o tempo de propagação da
onda eletromagnética emitida por esse satélite GPS até o receptor?
a) 10 s. b) 1s. c) 0,1 s. d) 0,01 s. e) 1ms.
Comentários
Como a velocidade média é igual a variação do deslocamento pelo tempo gasto nesse
deslocamento, têm-se:
𝑣𝑚⃗⃗⃗⃗ ⃗ = Δ𝑆/Δ𝑡 ∴ Δ𝑡 = Δ𝑆/𝑣𝑚⃗⃗⃗⃗ ⃗
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 131
𝑣𝑚⃗⃗⃗⃗ ⃗ = 30000/300000 = 0,1 s
Gabarito: “c”.
28. (2016/UFPR) Um sistema amplamente utilizado para determinar a velocidade de
veículos - muitas vezes, chamado erroneamente de "radar" - possui dois sensores
constituídos por laços de tios condutores embutidos no asfalto. Cada um dos laços
corresponde a uma bobina. Quando o veículo passa pelo primeiro laço, a indutância
da bobina é alterada e é detectada a passagem do veículo por essa bobina. Nesse
momento, é acionada a contagem de tempo, que é interrompida quando da passagem
do veículo pela segunda bobina.
Com base nesse sistema, considere a seguinte situação: em uma determinada via, cuja
velocidade limite é 60 km/h, a distância entre as bobinas é de 3,0 m. Ao passar um
veículo por esse “radar”, foi registrado um intervalo de tempo de passagem entre as
duas bobinas de 200 ms. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade
determinada pelo sistema quando da passagem do veículo.
a) 15 km/h b) 23,7 km/h c) 54 km/h d)58,2 km/h e) 66,6 km/h.
Comentários
Como a velocidade média é igual a variação do deslocamento pelo tempo gasto nesse
deslocamento, e lembrando de converter as unidades, têm-se:
𝑣𝑚⃗⃗⃗⃗ ⃗ = Δ𝑆/Δ𝑡 = 3 𝑚/0,2𝑠 = 15𝑚/𝑠 = 54𝑘𝑚/ℎ
Gabarito: “c”.
29. (2012/UFPR) A unidade de uma grandeza física pode ser escrita como
𝒌𝒈∙𝒎²
𝒔³∙𝑨
.
Considerando que essa unidade foi escrita em termos das unidades fundamentais do
SI, assinale a alternativa correta para o nome dessa grandeza.
a) Resistência elétrica.
b) Potencial elétrico.
c) Fluxo magnético.
d) Campo elétrico.
e) Energia elétrica.
Comentários
Podemos rearranjar as unidades fornecidas na questão da seguinte forma:
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 132
𝑘𝑔∙𝑚∙𝑚
𝑠∙𝑠²∙𝐴
𝑘𝑔 ∙
𝑚
𝑠²
∙ 𝑚 ∙
1
𝐴∙𝑠
Note que as unidades representam as grandezas massa, aceleração, distância e o carga
elétrica (que corresponde ao produto da corrente elétrica pelo intervalo de tempo).
𝑘𝑔 ∙
𝑚
𝑠²
∙ 𝑚 ∙ (
1
𝐴∙𝑠
) → 𝑘𝑔 ∙
𝑚
𝑠²
∙ 𝑚 ∙
1
𝐶
O produto massa pela aceleração nos fornece a unidade de força newton. Assim:
(𝑘𝑔 ∙
𝑚
𝑠²
) ∙ 𝑚 ∙
1
𝐶
→ (𝑁) ∙ 𝑚 ∙
1
𝐶
E o produto das unidades de força pela unidade de comprimento, ou seja, newton vezes
metro, corresponde a unidade de energia joule.
(𝑁 ∙ 𝑚) ∙
1
𝐶
→ 𝐽 ∙
1
𝐶
→
𝐽
𝐶
Temos, então, a unidade de energia dividida pela unidade de carga elétrica. Energia
potencial elétrica dividida pela carga elétrica corresponde ao potencial elétrico dado em volts.
𝑈 =
𝐸
𝑞
→ 𝑉 =
𝐽
𝐶
Gabarito: “b”.
30. (2011/UFPR) Em 1914, o astrônomo americano Vesto Slipher, analisando o espectro
da luz de várias galáxias, constatou que a grande maioria delas estava se afastando da
Via Láctea. Em 1931, o astrônomo Edwin Hubble, fazendo um estudo mais detalhado,
comprovou os resultados de Slipher e ainda chegou a uma relação entre a distância (𝒙)
e a velocidade de afastamento ou recessão (𝒗) das galáxias em relação à Via Láctea,
isto é, 𝒙 = 𝑯𝟎
−𝟏 ⋅ 𝒗. Nessa relação, conhecida com a Lei de Hubble, 𝑯𝟎 é determinado
experimentalmente e igual a 𝟕𝟓 𝒌𝒎/(𝒔 ⋅ 𝑴𝒑𝒄). Com o auxílio dessas informações e
supondo uma velocidade constante para a recessão das galáxias, é possível calcular
a idade do Universo, isto é, o tempo transcorrido desde o Big Bang (Grande Explosão)
até hoje. Considerando 𝟏 𝒑𝒄 = 𝟑 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟔 𝒎, assinale a alternativa correta para a idade do
Universo em horas.
a) 𝟔, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟕. b) 𝟑, 𝟕𝟓 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟔. c) 𝟐, 𝟒𝟎 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟖.
d) 𝟔, 𝟔𝟔 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟓. e) 𝟏, 𝟏𝟏 ⋅ 𝟏𝟎𝟏𝟒.
Comentários
Encontrando o valor da constante 𝐻0 em segundos:
𝐻0 = 75
𝑘𝑚
𝑠 ⋅ 𝑀𝑝𝑐
=
75 ⋅ 1000 [𝑚]
[𝑠] ⋅ 106 ⋅ 3 ⋅ 1016[𝑚]
= 25 ⋅ 10−19𝑠−1
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 133
Sendo 𝑥 = 𝑣 ⋅ ∆𝑡 = 𝐻0
−1 ⋅ 𝑣, temos que:
∆𝑡 = 𝐻0
−1 =
1
25
⋅ 1019𝑠 = 4 ⋅ 1017 𝑠 ≅ 1,11 ⋅ 1014 ℎ
Gabarito: “e”.
31. (2014/UEA) Com aproximadamente 6 500 km de comprimento, o rio Amazonas disputa
com o rio Nilo o título de rio mais extenso do planeta. Suponha que uma gota de água
que percorra o rio Amazonas possua velocidade igual a 18 km/h e que essa velocidade
se mantenha constante durante todo o percurso. Nessas condições, o tempo
aproximado, em dias, que essa gota levaria para percorrer toda a extensão do rio é
a) 20. b) 35. c) 25. d) 30. e) 15.
Comentários
Sabendo que a velocidade escalar média é igual a variação do deslocamento pelo tempo
gasto nesse deslocamento, têm-se:
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗ =
ΔS
Δt
∴ Δt =
ΔS
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗
=
6500
18
≅ 360 ℎ = 15 𝑑𝑖𝑎𝑠
Gabarito: “e”.
32. (2016/UEMA) Para os jogos olímpicos que serão realizados no Brasil, em 2016, espera-
se bater o recorde na prova de nado borboleta em piscina de 50 m, alcançada no
campeonato brasileiro, de 2012, no Rio de Janeiro. Naquela oportunidade, a prova foi
realizada em 22,76 segundos, quando César Cielo desenvolveu uma velocidade de,
aproximadamente, 2,00 m/s.
HTTP ://tribunadonorte.com.br.
A velocidade empreendida pelo atleta na prova corresponde, em km/h, a
a) 1,64. b) 7,20. c) 8,00. d) 11,38. e) 25,00.
Comentários
Fazendo a relação entre m/s e km/h temos:
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗ = 2,00 m/s ⋅ 3,6 = 7,20 km/h
Gabarito: “b”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 134
33. (2015/UEMA) “[...] A distância que um atleta de futebol percorre durante uma partida é,
em média, 12 km para os homens e 10 km para as mulheres."
Fonte: Disponível em: <http://www.univesp.ensinosuperior.sp.gov.br/>. Acesso em: 30 jun. 2014.
(adaptado)
As velocidades médias, para homens e mulheres, no decorrer dos 90 min, em um jogo de
futebol, são, respectivamente,
a) 114,3 m/min e 95,2 m/min b) 8,0 km/h e 6,7 km/h
c) 266,70 m/min e 222,2 m/min d) 8,0 m/h e 6,7 m/h
e) 16,0 m/h e 13,4 m/h
Comentários
Sabendo que a velocidade escalar média é igual a variação do deslocamento pelo tempo
gasto nesse deslocamento, têm-se:
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗Homem =
ΔS
Δt
= 12𝑘𝑚/90𝑚𝑖𝑛 ⋅ 60 = 8,0 𝑘𝑚/ℎ
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗Mulher =
ΔS
Δt
= 10𝑘𝑚/90𝑚𝑖𝑛 ⋅ 60 = 6,7 𝑘𝑚/ℎ
Gabarito: “b”.
34. (2019/UFU) O morcego é um animal que possui um sistema de orientação por meio da
emissão de ondas sonoras. Quando esse animal emite um som e recebe o eco 0,3
segundos após, significa que o obstáculo está a que distância dele? (Considere a
velocidade do som no ar de 340 m/s).
a) 102 m. b) 51 m. c) 340 m. d) 1.133 m.
Comentários
Sabendo o ultrassom deve sair do morcego e voltar a ele, e que a velocidade escalar
média é igual a variação do deslocamento pelo tempo gasto nesse deslocamento, têm-se:
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗ =
ΔS
Δt
∴ ΔS =
vm⃗⃗⃗⃗ ⃗ ⋅ Δt
2
=
340 ⋅ 0,32
= 51 𝑚
Gabarito: “b”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 135
35. (2007/UFU) O gráfico a seguir representa a velocidade em função do tempo de um
automóvel que parte do repouso. A velocidade máxima permitida é de 72 km/h. No
instante t, quando o motorista atinge essa velocidade limite, ele deixa de acelerar o
automóvel e passa a se deslocar com velocidade constante.
Sabendo-se que o automóvel percorreu 1,2 km em 90 segundos, o valor do instante t
é
a) 80 s. b) 30 s. c) 60 s. d) 50 s.
Comentários
Sabendo que, em um gráfico de velocidade pelo tempo, a distância é numericamente igual
à área embaixo do gráfico, temos:
Δ𝑆 =
20 ⋅ t
2
+ (90 − 𝑡) ⋅ 20 = 1200𝑚
t + 2 ⋅ (90 − 𝑡) = 2 ⋅ 60 ∴ 𝑡 = 60 𝑠
Gabarito: “c”.
36. (2016/UFRGS) Pedro e Paulo diariamente usam bicicletas para ir ao colégio. O gráfico
abaixo mostra como ambos percorreram as distâncias até o colégio, em função do
tempo, em certo dia.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 136
Com base no gráfico, considere as seguintes afirmações.
I. A velocidade média desenvolvida por Pedro foi maior do que a desenvolvida por Paulo.
II. A máxima velocidade foi desenvolvida por Paulo.
III. Ambos estiveram parados pelo mesmo intervalo de tempo, durante seus percursos.
Quais estão corretas?
a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III.
d) Apenas II e III. e) I, II e III.
Comentários
Observando a questão, vamos comentar cada um dos itens:
1. Verdadeira. Como a velocidade média é igual a variação do deslocamento pelo tempo
gasto nesse deslocamento, temos:
𝑣𝑚𝑃𝑒𝑑𝑟𝑜 =
Δ𝑠
Δ𝑡
=
1600 − 0
500
= 3,2 𝑚/𝑠
𝑣𝑚𝑃𝑎𝑢𝑙𝑜 =
Δ𝑠
Δ𝑡
=
800 − 200
600
≅ 2,33 𝑚/𝑠
2. Falsa. A máxima velocidade será quando percorre a maior distância em um tempo
menor.
𝑣𝑀á𝑥𝑃𝑒𝑑𝑟𝑜 =
Δ𝑠
Δ𝑡
=
800 − 0
100
= 8,0 𝑚/𝑠
𝑣𝑀á𝑥𝑃𝑎𝑢𝑙𝑜 =
Δ𝑠
Δ𝑡
=
1000 − 200
250
≅ 3,2 𝑚/𝑠
3. Falsa. Pedro fica parado de 100 s até 250 s, totalizando 150 s em repouso. Já Paulo,
fica parado de 250 até 350 s, portanto ele fica em repouso por 100 s.
Gabarito: “a”.
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROF. LUCAS COSTA
AULA 00 – INTRODUÇÃO À FÍSICA E À CINEMÁTICA. 137
9 - CONSIDERAÇÕES FINAIS
“O segredo do sucesso é a constância no objetivo”
Parabéns por mais uma aula concluída. Ela significa menos um degrau até a sua
aprovação. É importante frisar que um dos principais diferencias do Estratégia é o famoso fórum
de dúvidas.
O fórum é um ambiente no qual, prevalecendo o respeito, ocorre a troca de informações
e o esclarecimento das dúvidas dos alunos. Para acessar o fórum de dúvidas faça login na área
do aluno, no site do Estratégia Vestibulares. Pelo link https://www.estrategiavestibulares.com.br/
e busque pela opção “Fórum de Dúvidas”.
10 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Calçada, Caio Sérgio. Física Clássica volume 1. 2. Ed. Saraiva Didáticos, 2012. 354p.
[2] Newton, Gualter, Helou. Tópicos de Física volume 1. 11ª ed. Saraiva, 1993. 512p.
[3] Toledo, Nicolau, Ramalho. Os Fundamentos da Física volume 1. 9ª ed. Moderna. 521p.
[4] Resnick, Halliday, Jearl Walker. Fundamentos de Física volume 1. 10ª ed. LTC. 282p.
11 - VERSÃO DE AULA
Versão Data Modificações
1.0 31/12/2021 Primeira versão do texto.