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46 Prof. Toni Burgatto AULA 00 – TEORIA ELEMENTAR DOS CONJUNTOS 𝜑0 e 𝜔 são valores constantes. De imediato, como 𝜔𝑚 = 𝜔, dizemos que a velocidade escalar angular não varia, ou seja, dizemos que neste movimento não existe aceleração escalar angular (𝛾 = 0). Outra forma de obter a função horária do espaço angular é dividir a função horária do espaço linear pelo raio da circunferência onde o móvel descreve o MCU: 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣𝑡 ÷𝑅 → 𝑠 𝑅 = 𝑠0 𝑅 + 𝑣 𝑅 𝑡 ⇒ 𝜑 = 𝜑0 + 𝜔𝑡 18) Um corpo em movimento circular tem frequência de 500 rpm. Se a trajetória tem 20 cm de raio, calcule: a) a frequência em hertz. b) o período em segundos. c) a velocidade angular. d) a velocidade linear. Comentários: a) Basta transformar a unidade da frequência: 𝑓 = 500 60 = 25 3 = 8,33 𝐻𝑧 b) O período é o inverso da frequência: 𝑇 = 1 𝑓 = 3 25 = 0,12 𝑠 c) Podemos calcular a velocidade angular a partir da frequência: 𝜔 = 2𝜋𝑓 = 2𝜋. 25 3 = 50𝜋 3 𝑟𝑎𝑑/𝑠 d) Para chegarmos à velocidade linear, basta lembrarmos da relação entre as velocidades: 𝑣 = 𝜔. 𝑟 = 50𝜋 3 . 20 = 1000𝜋 3 𝑐𝑚/𝑠 19) Dois carros percorrem uma circunferência de raio R no mesmo sentido e com módulos de velocidades constantes 𝑣1 e 𝑣2, com 𝑣2 > 𝑣1. No instante inicial, 𝑡0 = 0, os dois carros estão no mesmo ponto. Determine o instante em que ocorre o próximo encontro. Comentários: Vamos adotar como origem dos espaços o ponto onde 𝑡0 = 0. Dessa forma, temos que 𝑠01 = 𝑠02. No ponto de encontro, o mais rápido terá andado uma volta de vantagem sobre o mais lento: 𝑠2 = 𝑠1 + 2𝜋. 𝑅 𝑣2. 𝑡𝐸 = 𝑣1. 𝑡𝐸 + 2𝜋. 𝑅 47 Prof. Toni Burgatto AULA 00 – TEORIA ELEMENTAR DOS CONJUNTOS ∴ 𝑡𝐸 = 2𝜋. 𝑅 𝑣2 − 𝑣1 6. Lista de questões nível 1 (Inédita - Toni Burgatto) Um carro parte da origem de um sistema e vai até o km 80 em 10 min. Em seguida, ele retorna até o km 40. Dessa forma, a variação do espaço do móvel e a distância percorrida por ele desde a posição inicial na origem, em metros, valem, respectivamente: A) 40; 40. B) 40; 120. C) 120; 40. D) 120; 120. E) 40; 80. (Inédita - Toni Burgatto) Um ciclista quer percorrer 50 km em 4h. Devido ao mau tempo, ele percorre os primeiros 20 km com velocidade média de 8 km/h. Para que ele termine o trajeto no tempo previsto, a velocidade média no trecho restante, em km/h, deve ser igual a: A) 35 B) 15 C) 30 D) 20 E) 25 (Inédita - Toni Burgatto) Um trem possui um comprimento de 200 metros e deseja atravessar um túnel de 300 metros. Se a sua velocidade é de 45 km/h, então o tempo para a travessia do trem, em segundos, é de: A) 11,11 B) 6,67 C) 40 D) 16 E) 24 (Inédita - Toni Burgatto) Uma partícula percorre uma trajetória de acordo com a equação 𝑠(𝑡) = 5 − 2𝑡, com as unidades pertencentes ao SI. Sobre o movimento dessa partícula, assinale a alternativa correta. A) o móvel realiza um MRUV. B) em 𝑡 = 2,5 𝑠 a velocidade do corpo é nula. C) a posição inicial do móvel é 𝑠 = −2 𝑚. D) o móvel estará em 𝑠 = 1 𝑚 em 𝑡 = 2 𝑠. E) o móvel realiza um movimento progressivo entre 0 ≤ 𝑡 < 2,5 𝑠. (Inédita - Toni Burgatto) A tabela abaixo apresenta o espaço em função do tempo para um carro que se move em um MRU. s(m) 10 30 50 x t(s) 0 2 4 7 Dessa forma, assinale a alternativa correta. 48 Prof. Toni Burgatto AULA 00 – TEORIA ELEMENTAR DOS CONJUNTOS A) 𝑥 = 70 𝑚. B) a velocidade é de 20 m/s. C) 𝑥 = 80 𝑚. D) a aceleração é de 5 m/s². E) a velocidade é de 5 m/s. (Inédita - Toni Burgatto) Duas motos, A e B, partem das posições km 20 e km 100, viajando em sentidos opostos com velocidades de 50 km/h e −30 km/h, respectivamente. Dessa forma, o tempo decorrido até o encontro dos corpos e a posição do encontro valem, respectivamente: A) 1h; km 40 B) 1h; km 70 C) 2h; km 40 D) 2h; km 70 E) 4h; km 50 (Inédita - Toni Burgatto) Um ciclista realiza um movimento retilíneo com função horária dada por: 𝑠(𝑡) = 20 + 20𝑡 − 5𝑡2 (𝑆𝐼) Sobre o movimento do móvel, podemos afirmar que: A) o ciclista realiza um MRU. B) a velocidade final do ciclista é de 20 m/s. C) a aceleração do ciclista é de −5 𝑚/𝑠². D) em 𝑡 = 2 𝑠 o móvel inverte de sentido. E) em 𝑡 = 1 𝑠 a velocidade é de 15 m/s. (Inédita - Toni Burgatto) Um carro para no sinal e, quando abre o semáforo, ele parte do repouso com aceleração constante de 2 m/s². Nesse instante, passa por ele uma motocicleta com velocidade constante de 36 km/h, no mesmo sentido do carro. Qual a distância percorrida pelo carro para alcançar a moto? A) 50 m B) 60 m C) 75 m D) 90 m E) 100 m (Inédita - Toni Burgatto) Um carro passa por um posto policial que possui 100 m e leva 5 s no trecho, percorrendo com velocidade constante. Em seguida, ele desacelera uniformemente até parar em um semáforo, como uma aceleração de intensidade 5 m/s². Assim, o deslocamento total do móvel, desde o início do posto policial, em metros, é de: A) 40 B) 140 C) 100 D) 200 E) 240 (AFA - 2021) Foram apresentados a um aluno de física, os seguintes gráficos representativos de movimentos retilíneos.
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