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Extensivo 2021 – Lista 7 de Física 1 – Aulas: 15 e 16. Edu Leite 1 1. (Acafe) Um carrinho de brinquedo descreve um círculo, no sentido anti-horário, com velocidade de módulo constante. A figura que representa corretamente os vetores velocidade e aceleração é a: a) Figura (c) b) Figura (b) c) Figura (a) d) Figura (d) 2. (Enem digital) No Autódromo de Interlagos, um carro de Fórmula 1 realiza a curva S do Senna numa trajetória curvilínea. Enquanto percorre esse trecho, o velocímetro do carro indica velocidade constante. Quais são a direção e o sentido da aceleração do carro? a) Radial, apontada para fora da curva. b) Radial, apontada para dentro da curva. c) Aceleração nula, portanto, sem direção nem sentido. d) Tangencial, apontada no sentido da velocidade do carro. e) Tangencial, apontada no sentido contrário à velocidade do carro. 3. (Fac. Pequeno Príncipe - Medici) Um relógio de parede em perfeito funcionamento possui um ponteiro dos segundos cujo comprimento é de Exatamente ao meio-dia, um inseto que estava parado na extremidade do ponteiro começa a caminhar sobre ele no sentido do centro do relógio, com uma velocidade de módulo constante igual a relativa ao ponteiro. É CORRETO afirmar que, para o intervalo de tempo de segundos medidos após a partida do inseto, seu deslocamento vetorial foi, em módulo, igual a a) b) c) d) e) 4. (Insper) Existem cidades no mundo cujo traçado visto de cima assemelha-se a um tabuleiro de xadrez. Considere um ciclista trafegando por uma dessas cidades, percorrendo, inicialmente, no sentido leste, seguindo por mais no sentido norte. A seguir, ele passa a se movimentar no sentido leste, percorrendo, novamente, e finalizando com mais no sentido norte. Todo esse percurso é realizado em minutos. A relação percentual entre o módulo da velocidade vetorial média desenvolvida pelo ciclista e a respectiva velocidade escalar média deve ter sido mais próxima de a) b) c) d) e) 1-separar os blocos; 2- marcar TODAS as forças em cada bloco; 3- analisar a resultante em cada bloco; 4-resolver o sistema de equações; 5- calcular a ACELERAÇÃO A partir dela, praticamente todas as perguntas podem ser respondidas. Barco atravessando o rio de largura L em tempo mínimo na distância mínima 𝑽𝑩/𝑻𝟐 = 𝑽𝑩/𝑨𝟐 + 𝑽𝑨/𝑻𝟐 𝑽𝑩/𝑨𝟐 = 𝑽𝑩/𝑻𝟐 + 𝑽𝑨/𝑻𝟐 𝑡𝑟𝑎𝑣𝑒𝑠𝑠𝑖𝑎 𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠𝑡𝑜 (𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑣𝑒𝑠𝑠𝑖𝑎 (𝑠𝑒𝑚 𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠𝑡𝑜) 𝑇𝑚𝑖𝑛 = 𝐿 𝒗𝑩/𝑨 𝑥 = 𝒗𝑨/𝑻. 𝑇𝑚𝑖𝑛 ∆𝑠𝑚𝑖𝑛= 𝐿 𝑇𝑡𝑟𝑎𝑣 = 𝐿 𝒗𝑩/𝑻 Barco ao longo do rio Motor ligado Motor desligado Descendo Subindo Descendo 𝑽𝑩/𝑻 = 𝑽𝑩/𝑨 + 𝑽𝑨/𝑻 𝑽𝑩/𝑻 = 𝑽𝑩/𝑨 − 𝑽𝑨/𝑻 𝑽𝑩/𝑻 = 𝑽𝑨/𝑻 Teorema de Roberval 𝑣𝐴/𝐵 = 𝑣𝐴/𝐶+ 𝑣𝐶/𝐵 COMPOSIÇÃO DE MOVIMENTOS Problema do barco no rio Lançamento Oblíquo em plano vertical 1º passo: decomposição da velocidade inicial 𝑣0𝑥 = 𝑣𝑜. 𝑐𝑜𝑠𝜃(const.) e 𝑣0𝑦 = 𝑣𝑜. 𝑠𝑒𝑛𝜃 2º passo: movimento de subida vertical (a = - g) 0 = 𝑣𝑜 − 𝑔. 𝑡 → 𝑡𝑆 = 𝑣0 𝑔 0 = 𝑣02 − 2. 𝑔. 𝐻 → 𝐻𝑀 = 𝑣0.2 𝑠𝑒𝑛2𝜃 2.𝑔 3º passo: movimento horizontal 𝑣0𝑋 = 𝐴 𝑇𝑣𝑜𝑜 → 𝐴 = 𝑣02. 𝑠𝑒𝑛2𝜃 𝑔 Obs: Use g < 0 𝑇𝑣𝑜𝑜 = 2. 𝑡𝑆 Lançamento oblíquo em ângulos complementares Lançamento em ângulos diferentes, mesma altura NOTE: 𝐻𝐴 = 𝐻𝐵 → 𝑡𝐴 = 𝑡𝐵 (mesmo tempo de voo) NOTE: O alcance horizontal é o mesmo quando os ângulos de lançamento são complementares. A – água; B – barco; T - terra Velocidade relativa 𝑣𝐴/𝐵 = 𝑣𝐴/𝐶 − 𝑣𝐵/𝐶 unidimensional 𝑣𝐴𝐵 = 𝑣𝐴 + 𝑣𝐵𝑣𝐴 𝑣𝐴 𝑣𝐵 𝑣𝐵 𝑣𝐴𝐵 = 𝑣𝐴 − 𝑣𝐵 𝑣𝐴𝐵 2 = 𝑣𝐴2 + 𝑣𝐵2 DINÂMICA I LEIS DE NEWTON Tipos de forças Contato: 𝑇,𝑁, Ԧ𝐴, 𝐹𝑒𝑙, 𝐹𝑎𝑟, 𝐸 Campo: 𝑃 1ª Lei: Princípio da Inércia 3ª Lei: Princípio da Ação – Reação 2ª Lei: Princípio Fundamental 𝐹𝑅 = 0 → Ԧ𝑣 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 REPOUSO M.R.U. 𝐹𝑅 ≠ 0 → Ԧ𝑣 ≠ 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝐹𝑅 = 𝑚. Ԧ𝑎 Sempre pares de forças Sempre forças de mesma natureza Sempre forças em corpos diferentes Sempre forças de mesma direção e sentidos opostos NUNCA se equilibram ou se neutralizam 𝐹𝑅 = 𝑘𝑔.𝑚 𝑠2 = N 2CINEMÁTICA VETORIAL ∆𝒓 ∆𝒔 ∆𝑠 ≥ |∆Ԧ𝑟| 𝑣𝑚 = ΔԦ𝑟 ∆𝑡 𝛾𝑚 = Δ Ԧ𝑣 ∆𝑡 COMPONENTES DA ACELERAÇÃO VETORIAL 𝒂𝒕 𝒂𝑪𝑷 𝒗 𝜸 𝜸 = 𝒂𝒕 + 𝒂𝑪𝑷 𝜸𝟐 = 𝒂𝒕𝟐 + 𝒂𝑪𝑷𝟐 𝒂𝒕 = 𝚫𝒗 𝚫𝒕𝒂𝑪𝑷 = 𝒗𝟐 𝑹 ANÁLISE DOS MOVIMENTOS MOVIMENTOS at aCP MRU MRUA MRUR MCU MCUA MCUR LEGENDA R Retilíneo C Circular A Acelerado R Retardado Obs.: nos movimentos Acelerados v e at tem mesmo sentido; nos movimentos Retardados, tem sentidos contrários. Problemas de Blocos: algoritmo A B Ԧ𝐹 Forças básicas peso normal tração Direção radial, para o centro da Terra Direção perpendicular à superfície, para fora dela. Direção do fio, sentido de puxar. 𝑃 = 𝑚.𝑔 |N| – depende do contexto |T| - depende do contexto 𝒂𝒕/𝒗 𝒂𝑪𝑷 ⊥ 𝒗 𝑣𝐴𝐵 = 𝑣𝐴 − 𝑣𝐵 bidimensional 𝐴𝑚𝑎𝑥 = 𝑣02 𝑔 (𝜃 = 45°) Velocidade média Aceleração média Deslocamento vetorial 𝒂𝒕- alteração do valor de Ԧ𝑣 (“acelerar” ou “frear”) 𝒂𝑪𝑷- alteração da direção de Ԧ𝑣 (“fazer curvas”) Palavras-chave: CONTATO: “encostar” CAMPO: “aproximar” C – solo (referencial único) 𝑣𝐴 > 𝑣𝐵 𝑷 𝑵 𝑻 Prof. Venê ™ 20 cm. 0,5 cm s, 30 5 cm. 15 cm. 15 cm.π 25 cm. 40 cm.π 2,0 km 3,0 km 1,0 km 3,0 km 18 72%. 74%. 77%. 76%. 70%. 2 5. (Mackenzie) No mês de fevereiro do vigente ano, do dia 7 ao dia 25, na cidade de Pyeongchang na Coreia do Sul, o mundo acompanhou a disputa de atletas, disputando provas de disciplinas esportivas na 23ª edição dos Jogos Olímpicos de Inverno. Praticamente todas as provas ocorreram sob temperaturas negativas, dentre elas, a belíssima patinação artística no gelo, que envolve um par de atletas. A foto acima mostra o italiano Ondrej Hotarek que, em meio à coreografia da prova, crava a ponta de um de seus patins em um ponto e gira a colega Valentina Marchei, cuja ponta de um dos patins desenha no gelo uma circunferência de raio metros. Supondo-se que a velocidade angular de Valentina seja constante e valha e considerando-se pode-se afirmar corretamente que o módulo da velocidade vetorial média da ponta dos patins de Valentina, ao percorrer de um ponto a outro diametralmente oposto da circunferência, vale, em a) b) c) d) e) 6. (Uel) Em uma brincadeira de caça ao tesouro, o mapa diz que para chegar ao local onde a arca de ouro está enterrada, deve-se, primeiramente, dar dez passos na direção norte, depois doze passos para a direção leste, em seguida, sete passos para o sul, e finalmente oito passos para oeste. A partir dessas informações, responda aos itens a seguir. a) Desenhe a trajetória descrita no mapa, usando um diagrama de vetores. b) Se um caçador de tesouro caminhasse em linha reta, desde o ponto de partida até o ponto de chegada, quantos passos ele daria? Justifique sua resposta, apresentando os cálculos envolvidos na resolução deste item. 7. (G1 - ifsul) Uma partícula de certa massa movimenta-se sobre um plano horizontal, realizando meia volta em uma circunferência de raio Considerando a distância percorrida e o módulo do vetor deslocamento são, respectivamente, iguais a: a) e b) e c) e d) e 8. (Uepg) As grandezas coplanares, velocidade e aceleração, relativas a dois movimentos (I e II) estão representadas nas figuras abaixo. A respeito desses movimentos, assinale o que for correto. 01) O movimento I é acelerado e o II é retardado. 02) A aceleração figurada nos movimentos é a aceleração centrípeta. 04) Não é possível afirmar, com base nas figuras, se os movimentos são acelerados ou retardados, pois não foram fornecidos dados suficientes para isso. 08) Os movimentos são curvilíneos e uniformes, pois a aceleração figurada não altera o valor das velocidades.16) Se as acelerações figuradas tivessem a mesma direção das velocidades, o movimento seria retilíneo. 9. (Unicamp) Movimento browniano é o deslocamento aleatório de partículas microscópicas suspensas em um fluido, devido às colisões com moléculas do fluido em agitação térmica. a) A figura abaixo mostra a trajetória de uma partícula em movimento browniano em um líquido após várias colisões. Sabendo-se que os pontos negros correspondem a posições da partícula a cada qual é o módulo da velocidade média desta partícula entre as posições e b) Em um de seus famosos trabalhos, Einstein propôs uma teoria microscópica para explicar o movimento de partículas sujeitas ao movimento browniano. Segundo essa teoria, o valor eficaz do deslocamento de uma partícula em uma dimensão é dado por onde é o tempo em segundos e é o coeficiente de difusão de uma partícula em um determinado fluido, em que é a temperatura absoluta e é o raio da partícula em suspensão. Qual é o deslocamento eficaz de uma partícula de raio neste fluido a após minutos? 2.952 102 15 2,0 6,2 rad s 3,1,π @ m s, 2,0 3,0 5,0 6,0 8,0 5,00 m. 3,14,π = 15,70m 10,00m 31,40m 10,00m 15,70m 15,70m 10,00m 15,70m 30s, A B? I 2D t,= t D kT r= 18 3k 3 10 m sK,-= ´ T r r 3 mµ= T 300K= 10
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