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76 R.I. (Revisão Intercalada) O professor de Física forneceu o seguinte diagrama esquemático: A partir dele, explicou que os projéteis eram lançados com uma velocidade inicial v0 e um ângulo θ em re- lação ao plano. Considerando que o projétil parte da origem do sistema de coordenadas, os deslocamentos serão dados em função do tempo (em segundos) por x(t) = v0 cos(θ)t e y(t) = v0 sen(θ)t − 1 2 gt 2 www.fisica.ufpb.br/prolicen/Cursos/Curso!/mr35Ip.html. a) Esboce o gráfico do deslocamento de y em função do tempo. b) Qual valor mínimo da velocidade inicial v0 deve ser imposto ao projétil para que, ao ser lançado com ângulo θ = 45º, ultrapasse a muralha de 18 metros de altura com 2 metros de folga? Use g = 10 m/s2 e √2 = 1,41. c) A que distância da muralha a catapulta se encon- tra, ou seja, qual o valor de d? 6. (UFJF-PISM 1) Um barqueiro pretende atravessar, trans- versalmente, o Rio Paraibuna, que possui 8 m de largura, para chegar até a outra margem. Sabendo que a veloci- dade da correnteza do rio é de 0,3 m/s e que o barqueiro leva 20s para fazer a travessia, faça o que se pede. a) Desenhe o diagrama das velocidades, representan- do as velocidades da correnteza (Vc) ↑ , a velocidade do barqueiro (Vb) ↑ e a velocidade resultante (Vr) ↑ . b) Em qual posição rio abaixo o barqueiro chega à outra margem, em relação ao ponto oposto ao da partida? c) Calcule a velocidade do barco em relação ao rio. 7. (UNICAMP) A Agência Espacial Brasileira está desen- volvendo um veículo lançador de satélites (VLS) com a finalidade de colocar satélites em órbita ao redor da Terra. A agência pretende lançar o VLS em 2016, a partir do Centro de Lançamento de Alcântara, no Maranhão. a) Considere que, durante um lançamento, o VLS per- corre uma distância de 1200 km em 800 s. Qual é a velocidade média do VLS nesse trecho? b) Suponha que no primeiro estágio do lançamento o VLS suba a partir do repouso com aceleração resultante constante de módulo aR. Considerando que o primeiro estágio dura 80 s, e que o VLS per- corre uma distância de 32 km, calcule aR. 8. (UEL) Em uma prova de atletismo, um corredor, que par- ticipa da prova de 100 m rasos, parte do repouso, corre com aceleração constante nos primeiros 50 m e depois mantém a velocidade constante até o final da prova. Sabendo que a prova foi completada em 10 s, calcu- le o valor da aceleração, da velocidade atingida pelo atleta no final da primeira metade da prova e dos intervalos de tempo de cada percurso. Apresente os cálculos. 9. (UNIFESP) O atleta húngaro Krisztian Pars conquis- tou medalha de ouro na olimpíada de Londres no lançamento de martelo. Após girar sobre si próprio, o atleta lança a bola a 0,50m acima do solo, com velocidade linear inicial que forma um ângulo de 45° com a horizontal. A bola toca o solo após percorrer a distância horizontal de 80m. Nas condições descritas do movimento parabólico da bola, considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s2, √2 igual a 1,4 e desprezando-se as perdas de energia mecânica durante o voo da bola, determine, aproximadamente: a) o módulo da velocidade de lançamento da bola, em m/s. b) a altura máxima, em metros, atingida pela bola. 10. (UNESP) Dois automóveis estão parados em um semáforo para pedestres localizado em uma rua pla- na e retilínea. Considere o eixo x paralelo à rua e orientado para direita, que os pontos A e B da figura representam esses automóveis e que as coordenadas xA(0) = 0 e xB(0) = 3, em metros, indicam as posições iniciais dos automóveis. Os carros partem simultaneamente em sentidos opos- tos e suas velocidades escalares variam em função do tempo, conforme representado no gráfico. 77 R.I. (Revisão Intercalada) Considerando que os automóveis se mantenham em trajetórias retilíneas e paralelas, calcule o módulo do deslocamento sofrido pelo carro A entre os instantes 0 e 15 s e o instante t, em segundos, em que a dife- rença entre as coordenadas xA e xB, dos pontos A e B, será igual a 332 m. 11. (UNIFESP) Em uma manhã de calmaria, um Veículo Lançador de Satélite (VLS) é lançado verticalmente do solo e, após um período de aceleração, ao atingir a altura de 100 m, sua velocidade linear é constan- te e de módulo igual a 20,0 m/s. Alguns segundos após atingir essa altura, um de seus conjuntos de instrumentos desprende-se e move-se livremente sob ação da força gravitacional. A figura fornece o gráfico da velocidade vertical, em m/s, do conjunto de ins- trumentos desprendido como função do tempo, em segundos, medido no intervalo entre o momento em que ele atinge a altura de 100 m até o instante em que, ao retornar, toca o solo. a) Determine a ordenada y do gráfico no instante t = 0 s e a altura em que o conjunto de instrumen- tos se desprende do VLS. b) Calcule, através dos dados fornecidos pelo gráfi- co, a aceleração gravitacional do local e, conside- rando √2 = 1,4, determine o instante no qual o conjunto de instrumentos toca o solo ao retornar. 12. (UFSCAR) Em julho de 2009 comemoramos os 40 anos da primeira viagem tripulada à Lua. Suponha que você é um astronauta e que, chegando à super- fície lunar, resolva fazer algumas brincadeiras para testar seus conhecimentos de Física. a) Você lança uma pequena bolinha, verticalmente para cima, com velocidade inicial v0 igual a 8 m/s. Calcule a altura máxima h atingida pela bolinha, medida a partir da altura do lançamento, e o in- tervalo de tempo ∆t que ela demora para subir e descer, retornando à altura inicial. b) Na Terra, você havia soltado de uma mesma altura inicial um martelo e uma pena, tendo observado que o martelo alcançava primeiro o solo. Decide então fazer o mesmo experimento na superfície da Lua, imitando o astronauta David Randolph Scott durante a missão Apollo 15, em 1971. O resultado é o mesmo que o observado na Terra? Explique o porquê. Dados: - Considere a aceleração da gravidade na Lua como sendo 1,6 m/s2. - Nos seus cálculos mantenha somente 1 (uma) casa após a vírgula. 78 R.I. (Revisão Intercalada) 13. (UFPR) Para melhor compreender um resultado experimental, quase sempre é conveniente a construção de um grá- fico com os dados obtidos. A tabela abaixo contém os dados da velocidade v de um carrinho em movimento retilíneo, em diferentes instantes t, obtidos num experimento de mecânica. v (m/s) 2 2 2 1 0 -1 -2 -2 -2 -1 0 t (s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 a) Com os dados da tabela acima, faça um gráfico com t (s) representado no eixo x e v (m/s) representado no eixo y. Utilize a região quadriculada a seguir. (Cada quadrícula tem 0,5 cm de lado.) b) Com base no gráfico do item (a), descreva o movimento do carrinho. 14. (UFPE) Os automóveis A e B se movem com velocidades constantes vA = 100 km/h e vB = 82 km/h, em relação ao solo, ao longo das estradas EA e EB, indicadas na figura. Um observador no automóvel B mede a velocidade do auto- móvel A. Determine o valor da componente desta velocidade na direção da estrada EA, em km/h. 15. (UFPE) Um disco de plástico é lançado com velocidade inicial v0 = 14 m/s fazendo um ângulo de 30º com a borda A de uma mesa horizontal, como mostrado na figura. Após o lançamento, o disco desliza sem atrito e segue uma traje- tória em zigue-zague, colidindo com as bordas B e D. Considerando que todas as colisões são perfeitamente elásticas, calcule o intervalo de tempo, em unidades de 10−2 segundos, para o disco atingir a borda C pela primeira vez.
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