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Física 28 Resposta: D O trecho AB possui aceleração, assim os cronômetros devem demonstrar marcações d tempos menores uma vez que a velocidade está aumentando e analisando o trecho BC que está na horizontal e sem atrito, os intervalos devem ser iguais, pois estamos diante de um movimento retilíneo uniforme de acordo com a alternativa [D]. 2. (Fcmscsp 2023) A distância de frenagem é a mínima distância que um veículo percorre para conseguir parar comple- tamente antes de atingir um obstáculo. Essa distância é a soma da distância de reação, que é a distância percorrida entre o instante que o condutor avista o obstáculo e o instante em que aciona o sistema de freios do veículo, com a distância de parada, que é a distância percorrida pelo veículo após o acionamento dos freios até sua parada total. A figura representa a distância de frenagem típica para um automóvel que trafega com velocidade de 112 km/h, que corresponde a, aproxima- damente, 30 m/s. velocidade distância de reação 112 km/h ~21 m ~75 m ~96 m =+ distância de parada distância de frenagem Considerando que o veículo percorra a distância de reação em movimento uniforme e a distância de parada em mo- vimento uniformemente variado, a aceleração escalar do veículo, durante a distância de parada, é de, aproximadamente, a) 6,0 m/s2. b) 7,5 m/s2. c) 2,5 m/s2. d) 4,7 m/s2. e) 12,0 m/s2. Resposta: A Aplicando a equação de Torricelli para o trecho em que o veículo está em movimento uniformemente variado, obtemos: v2 = v0 2 + 2a∆s 0 = 302 + 2a · 75 ∴a = -6 m/s2 Obs: o veículo sofre na verdade uma desaceleração. Dessa forma, a alternativa dada como correta corresponde ao módulo dessa aceleração. 3. (Epcar (Afa) 2023) Duas partículas, A e B, se movem, em sentidos opostos, em uma mesma trajetória. No instante t0 = 0, a partícula A inicia do repouso e da origem dos espaços um movimento uniformemente variado, e a partícula B passa pela posição 3,0 m com velocidade constante, permanecendo em movimento uniforme. No instante t = 2 s, as duas partículas, A e B, encontram-se, tendo a partícula B percorrido uma distância igual a duas vezes a distância percorrida pela partícula A, conforme indica figura a seguir: A A B B 3,00 S(m) Nessas condições, a velocidade da partícula A, em m/s, no momento em que as partículas se encontram, é igual a a) 0,25 b) 0,50 c) 1,0 d) 2,0 Resposta: [C] Como a partícula B percorre o dobro da distância da partícula A até o encontro, o espaço percorrido por esta última terá sido de: sA + sB = 3 sA + 2sA = 3 sA = 1m VOLUME 1 | Ciências da natureza e suas tecnologias 29 Da equação horária do espaço da partícula A, obtemos o valor da sua aceleração: sA = s0A + v0At + 2 a tA 2 1 = 0 + 0 · 2 + 2 a 2A 2$ aA = 0,5 m/s 2 Logo, a velocidade da partícula A no momento do encontro é igual a: vA = V0A + aAt vA = 0 + 0,5 · 2 ∴ vA = 1m/s 4. (Fcmscsp 2022 - Adaptada) Um caminhão percorria uma estrada retilínea, plana e horizontal com velocidade escalar constante de 20 m/s. Em dado instante, o motorista acionou os freios, imprimindo ao caminhão uma aceleração constante de 2,0 m/s2 e com sentido contrário ao da velocidade. Calcule o intervalo de tempo, em segundos, e a distância percorrida por esse caminhão, em metros, entre o instante em que o motorista acionou os freios e o instante em que o caminhão parou. Resposta: Dados: v0 = 20 m/s; a = -2m/s 2; m = 500 kg; g = 10m/s2. Da função horária da velocidade: v v at t a v v 2 0 20 t 10 s0 0& &= + = - = - - = Da equação de Torricelli: v v 2a S S 2a v v S 2 2 0 400 S 100m2 02 2 0 2 & & &= + = - = - - =D D D D] g 4. Gráfico da aceleração escalar em função do tempo Como a aceleração no MRUV é constante e não nula, o que pode diferenciar o gráfico a x t é o tipo de movimento: • Movimento acelerado: a aceleração é positiva, indicando um aumento da velocidade, portanto, a reta constante está acima do eixo x; • Movimento retardado: a aceleração é negativa, indicando uma frenagem e, portanto, a reta constante está abaixo do eixo x. a > 0 a < 0 0 a a 0 t a t a a > 0 a < 0 0 a a 0 t a t a Física 30 4.1. Propriedade do gráfico da aceleração pelo tempo (a x t) No gráfico da aceleração pelo tempo a = a(t), a área compreendida entre a função e o eixo das abscissas é nu- mericamente equivalente à variação da velocidade. Gráfico acima do eixo x implica em variação da velocidade positiva; abaixo do eixo x, variação da velocidade negativa. a a t1 t2 t �V = ÁreaN 5. Gráficos da velocidade escalar em função do tempo Como vimos nos tópicos anteriores, a função horária da velocidade escalar v é uma função do 1.° grau (v = v0 + at). Assim, o gráfico v × t, da velocidade escalar em função do tempo, é uma reta. Como a variável t está acompanhada de um coeficiente angular não nulo, a aceleração, quando esta aceleração escalar for positiva (a > 0), a inclinação da reta será positiva / crescente; quando a aceleração escalar for negativa (a < 0), a inclinação da reta será negativa / decres- cente. Observe as figuras a seguir. a > 0 a < 0 0 t V0 V0 V 0 t V �V�V �t �V �t α α α A aceleração escalar pode ser obtida com base no grá- fico, uma vez que a variação de seus eixos corresponde nu- mericamente à tangente do ângulo de inclinação da reta, em relação ao eixo do tempo. Calculando: a = tg α = t v D D Para uma função crescente, o resultado será uma acele- ração positiva; Para uma função decrescente, o resultado será uma ace- leração negativa. 5.1. Propriedade do gráfico da velocidade pelo tempo (v x t) Além das propriedades já trabalhadas, outra propriedade interessante são os pontos do gráfico. O ponto de intersec- ção entre a função e o eixo vertical nos dá o coeficiente linear, que já citamos anteriormente. Esse coeficiente nos apresenta a velocidade inicial v0. O segundo é o ponto de intersecção da função com o eixo horizontal. Ele marca o instante em que a velocidade é nula e pode indicar o instante em que ocorreu a inversão do sentido de movimento. v < 0 a > 0 v > 0 a > 0 a > 0 movimento retardado movimento acelerado V0 0 V t’ t θ Em ambos os casos, t’ é o instante em que ocorre a in- versão do movimento, ou seja, quando o móvel para e passa a deslocar-se em sentido contrário ao anterior. No caso do gráfico v x t, a área representa o deslocamen- to do objeto, em determinado intervalo de tempo. v t1 t2 t �S = ÁreaN Vale destacar que, para uma área acima do eixo das abs- cissas, temos o deslocamento positivo; se a área se encontra abaixo do eixo x, o deslocamento é negativo.
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