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Sumário
1 - Considerações iniciais ...................................................................................................................... 3
2 - Lista de questões ............................................................................................................................. 4
3 - Gabarito das questões sem comentários ...................................................................................... 18
4 - Questões resolvidas e comentadas ............................................................................................... 19
5 - Considerações finais ...................................................................................................................... 49
6 - Versão de Aula ............................................................................................................................... 49
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1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Olá, aluno. Seja bem-vindo!
Sou Lucas Costa, professor de Física do Estratégia Vestibulares! Faço parte de uma equipe
composta por professores de todo o país, reunida com o objetivo de ajudar estudantes como você,
que buscam êxito no vestibular!
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2011 se tornou referência pela qualidade de seus cursos preparatórios para concursos públicos, o
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para o vestibular da sua instituição.
✓ Valorizar o aluno. Como o nosso objetivo é garantir a sua aprovação em uma das melhores
instituições de ensino do país, acreditamos que são necessárias metodologias diversas de
aprendizado para que isso seja possível.
✓ Valorizar o professor. Somos uma equipe composta por integrantes com vasta experiência em
ensino e pesquisa, totalmente voltada para a produção de um curso completo e atualizado.
Além disso, o Estratégia Vestibulares se dedicou a preparar um material completo e atualizado.
Não se trata de disponibilizar pequenos resumos ou esquemas, mas verdadeiros livros digitais para
orientar seus estudos.
Um dos diferenciais do Estratégia Vestibulares é a disponibilização de comentários de cada uma
das questões, a fim de que não reste nenhuma dúvida sobre o gabarito ou sobre o conteúdo.
Para entender melhor do que estamos falando, disponibilizo para você exercícios
complementares de Física.
Conte comigo em sua caminhada, e para ficar sabendo de todas as notícias relativas aos mais
diversos vestibulares ocorrendo em nosso país, convido você a seguir as mídias sociais do Estratégia
Vestibulares. Sinta-se também convidado a seguir o meu perfil pessoal, no qual trarei questões
resolvidas e mais dicas para sua preparação.
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2 - LISTA DE QUESTÕES
1. 2012/UnB/MODIFICADA)
Texto I
Falhou a implosão da arquibancada do Estádio Mané Garrincha, em Brasília, programada para
a tarde deste domingo.
Técnicos acionaram, por duas vezes, os 250 kg de explosivos à base de nitrato de amônio, mas,
de acordo com o consórcio responsável pela obra, houve um corte na linha de detonação, o
que impediu a derrubada da estrutura. O estádio será palco da Copa do Mundo de 2014 e da
Copa das Confederações de 2013.
Internet: <www.uol.com.br> (com adaptações)
Texto II
A figura a seguir ilustra um modelo simplificado de um edifício, que será utilizado na análise
de alguns aspectos de uma implosão. Nesse modelo, o prédio é constituído por quatro lajes de
massa 𝑀, separadas por quatro colunas de massa 𝑚, e sustentado por quatro colunas fixadas
no solo (as colunas ao fundo não são mostradas na figura). Em cada andar, a força de
sustentação é igualmente repartida entre as quatro colunas que sustentam a laje. A altura
entre o piso e o teto de um andar é ℎ e a altura do primeiro andar é igual a 2ℎ. Para implodir
o prédio, destroem-se simultaneamente, por meio de uma explosão, todas as colunas que
sustentam as lajes.
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.
Considerando que, na explosão mencionada no texto I, tenha sido usado nitrato de amônio
puro, cuja entalpia de combustão é − 301 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙, e desprezando a espessura das lajes, julgue
os itens a seguir.
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a) Considerando-se o modelo apresentado no texto II e supondo-se que as estruturas, após
a implosão, iniciam sua queda a partir do repouso, é correto inferir que o tempo que o teto do
último andar do edifício levará para atingir o solo corresponderá ao dobro do tempo em que o
piso do primeiro andar atingirá o solo.
b) Considere que, utilizando-se o modelo apresentado no texto II, tenha transcorrido, entre
o início da queda do piso do terceiro andar e o início da queda do teto desse andar, um tempo
𝜎 < √2ℎ/𝑔, em que g é a aceleração da gravidade.
Nesse caso, o gráfico a seguir representa corretamente a distância entre o piso e o teto do
terceiro andar durante a sua queda.
2. (2000/UnB/MODIFICADO)
Os aviões da Esquadrilha da Fumaça são adequados para fazer acrobacias no ar. Em uma
demonstração, um desses aviões faz a seguinte manobra: mergulha para perto da superfície
da Terra até o ponto A e, a partir desse ponto até o ponto B, faz uma trajetória descrita pela
equação 𝑦 = 0,58𝑥 − 7,1 ⋅ 10−4𝑥2, em que x e y são expressos em metros. Entre esses dois
pontos, a trajetória do avião é idêntica à de uma bala de canhão, como ilustra a figura a seguir,
sendo que a velocidade do avião é igual à velocidade da bala do canhão em qualquer ponto da
trajetória entre A e B.
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Em relação à situação descrita, julgue os itens a seguir.
(1) as informações contidas no texto permitem inferir que os efeitos da resistência do ar e da
rotação da Terra sobre o movimento da bala de canhão foram desprezados.
(2) Apesar de as velocidades da bala e do avião na situação descritas serem idênticas entre os
pontos A e B, para que um avião consiga percorrer a mesma trajetória da bala entre os pontos
A e B, não é necessário que sua velocidade seja idêntica à velocidade da bala em cada ponto
da trajetória.
(3) A bala atingirá o solo a mais de 800m do local de onde foi lançada.
3. (1998/UnB)
Um motorista cuidadoso trafegava na 𝐿2 Norte, na altura da UnB, a 60 𝑘𝑚/ℎ, como estabelece
a legislação de trânsito, quando viu acender a luz de advertência do semáforo, momento em
que pressionou suavemente os freios, de forma a imprimir uma desaceleração constante no
seu veículo de 1.500 𝑘𝑔. Decorridos 5 𝑠, o carro encontrava-se a 20 𝑘𝑚/ℎ, instantes em que
o motorista viu, pelo espelho retrovisor, um outro veículo se aproximando em velocidade alta
e constante. Temeroso de ser abalroado por trás, acelerou o seu carro e, em 2 𝑠, retomou à
velocidade anterior e ultrapassou o semáforo ainda com a luz amarela. O outro veículoapesar
de trafegar com maior velocidade, ultrapassou o semáforo com a luz vermelha, sendo
condutor, por isso, multado por um policial que se encontrava no local munido de um radar. O
policial esboçou, no gráfico representado a seguir, a evolução das acelerações e velocidades
dos dois veículos.
Com relação ao gráfico apresentado, julgue os itens a seguir.
(1) n corresponde à declividade do segmento de reta que une os pontos de coordenadas (𝑡𝑜 , 𝑏)
e (𝑡1, 𝑎).
(2) c é a aceleração do veículo conduzido pelo motorista imprudente.
(3) Entre os instantes 𝑡𝑜 e 𝑡2 o motorista cuidadoso percorreu uma distância superior a 75𝑚.
(4) O produto m x (𝑡2 − 𝑡1) corresponde à variação de velocidade do motorista prudente no
intervalo de tempo entre 𝑡1 e 𝑡2.
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4. (2019/UFPR/MODIFICADA)
Um objeto move-se numa pista retilínea, descrevendo um movimento retilíneo
uniformemente variado, quando observado por um sistema de referência inercial. A posição
desse objeto é descrita pela equação 𝑥(𝑡) = 5 − 6𝑡 + 3𝑡2, onde x é medido em metros e t em
segundos. Sabe-se que a massa do objeto é fixa e vale 𝑚 = 600 𝑔.
Tendo em vista essas informações, considere as seguintes afirmativas:
1. A posição inicial do objeto vale 5 𝑚.
2. O objeto tem velocidade nula em 𝑡 = 1 𝑠.
3. No intervalo de 𝑡 = 0 a 𝑡 = 3 𝑠, o objeto tem deslocamento total nulo.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
c) Somente a afirmativas 1 é verdadeira.
d) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
5. (2018/UFPR)
Um canhão efetua um disparo de um projétil verticalmente para cima, a partir do chão, e o
projétil atinge uma altura máxima 𝐻 medida a partir do chão, quando então retorna a ele,
caindo no mesmo local de onde partiu. Supondo que, para esse movimento, a superfície da
Terra possa ser considerada como sendo um referencial inercial e que qualquer tipo de
resistência do ar seja desprezado, considere as seguintes afirmativas:
1. A aceleração no ponto mais alto da trajetória, que fica a uma altura 𝐻 do chão, é nula.
2. O deslocamento total do projétil vale 2 𝐻.
3. O tempo de subida até a altura 𝐻 é igual ao tempo de queda da altura 𝐻 até o chão.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
6. (2013/UFPR)
No gráfico abaixo, cada ponto indica o módulo da velocidade instantânea de um atleta medida
ao final de cada quilômetro percorrido em uma maratona de 10 𝑘𝑚. Com base nas
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informações contidas nesse gráfico e considerando que o atleta partiu do repouso, analise as
seguintes afirmativas:
1. O movimento do atleta é uniformemente acelerado nos primeiros 3 𝑘𝑚.
2. Entre os quilômetros 4 e 5, o atleta pode ter se deslocado com velocidade constante.
3. As informações são insuficientes para calcular o tempo que o atleta levou para percorrer os
10 𝑘𝑚.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
7. (2016/UNICAMP)
A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo o mundo. Uma preocupação
importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração.
Sendo assim, considere que em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração
experimentada pelos passageiros foi limitada a 𝑎𝑚𝑎𝑥 = 0,09 𝑔, onde 𝑔 = 10𝑚/𝑠2 é a
aceleração da gravidade.
Se o trem acelera a partir do repouso com aceleração constante igual a 𝑎𝑚𝑎𝑥, a distância
mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 1080 𝑘𝑚 /ℎ corresponde a
𝑎) 10 𝑘𝑚 𝑏) 20 𝑘𝑚 𝑐) 50 𝑘𝑚 𝑑) 100 𝑘𝑚
8. (2016/UNICAMP)
Anemômetros são instrumentos usados para medir a velocidade do vento. A sua construção
mais conhecida é a proposta por Robinson em 1846, que consiste em um rotor com quatro
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conchas hemisféricas presas por hastes, conforme figura abaixo. Em um anemômetro de
Robinson ideal, a velocidade do vento é dada pela velocidade linear das conchas. Um
anemômetro em que a distância entre as conchas e o centro de rotação é 𝑟 = 25 𝑐𝑚, em um
dia cuja velocidade do vento é 𝑣 = 18 𝑘𝑚/ℎ, teria uma frequência de rotação de
𝑎) 3 𝑟𝑝𝑚 𝑏) 200 𝑟𝑝𝑚 𝑐) 720 𝑟𝑝𝑚 𝑑) 1200 𝑟𝑝𝑚
Se necessário, considere 𝜋 ≈ 3.
9. (2015/UNICAMP)
Considere um computador que armazena informações em um disco rígido que gira a uma
frequência de 120 𝐻𝑧. Cada unidade de informação ocupa um comprimento físico de 0,2 𝜇𝑚
na direção do movimento de rotação do disco. Quantas informações magnéticas passam, por
segundo, pela cabeça de leitura, se ela estiver posicionada a 3 𝑐𝑚 do centro de seu eixo, como
mostra o esquema simplificado apresentado abaixo? (Considere 𝜋 ≈ 3.)
𝑎) 1,62 ⋅ 106. 𝑏) 1,8 ⋅ 106. 𝑐) 64,8 ⋅ 108. 𝑑) 1,08 ⋅ 108.
10. (2015/UNICAMP – 1ª FASE)
Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com
dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser
muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua
composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.
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Considerando que a massa e as dimensões dessa estrela são comparáveis às da Terra, espera-
se que a aceleração da gravidade que atua em corpos próximos à superfície de ambos os astros
seja constante e de valor não muito diferente. Suponha que um corpo abandonado, a partir do
repouso, de uma altura ℎ = 54 𝑚 da superfície da estrela, apresente um tempo de queda 𝑡 =
3,0 𝑠. Desta forma, pode-se afirmar que a aceleração da gravidade na estrela é de
𝑎) 8,0 𝑚/𝑠2 𝑏) 10 𝑚/𝑠2 𝑐) 12 𝑚/𝑠2 𝑑) 18 𝑚/𝑠2
11. (2014/UNICAMP)
As máquinas cortadeiras e colheitadeiras de cana-de-açúcar podem substituir dezenas de
trabalhadores rurais, o que pode alterar de forma significativa a relação de trabalho nas
lavouras de cana-de-açúcar. A pá cortadeira da máquina ilustrada na figura abaixo gira em
movimento circular uniforme a uma frequência de 300 𝑟𝑝𝑚. A velocidade de um ponto
extremo 𝑃 da pá vale (Considere 𝜋 ≅ 3)
𝑎) 9 𝑚/𝑠 𝑏) 15 𝑚/𝑠 𝑐) 18 𝑚/𝑠 𝑑) 60 𝑚/𝑠
12. (2019/UERJ/1ª FASE)
Em um equipamento industrial, duas engrenagens, A e B, giram 100 vezes por segundo e 6.000
vezes por minuto, respectivamente. O período da engrenagem A equivale a 𝑇𝐴 e o da
engrenagem B, a 𝑇𝐵;
A razão 𝑇𝐴/𝑇𝐵 é igual a:
𝑎) 1/6 𝑏) 3/5 𝑐) 1 𝑑) 6
13. (2018/UERJ/1ª FASE)
Um carro se desloca ao longo de uma reta. Sua velocidade varia de acordo com o tempo,
conforme indicado no gráfico.
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A função que indica o deslocamento do carro em relação ao tempo t é:
(A) 5𝑡 − 0,55 𝑡2 (B) 5𝑡 + 0,625 𝑡2 (C) 20𝑡 − 1,25 𝑡2 (D) 20𝑡 + 2,5 𝑡2
14. (2018/UERJ)
Um guarda rodoviário, ao utilizar um radar, verifica que um automóvelem movimento
uniformemente variado passa por um ponto de uma rodovia com velocidade de 10 𝑚/𝑠. Cinco
segundos depois, o automóvel passa por outro ponto da mesma rodovia com velocidade de
25 𝑚/𝑠. Admita que a infração por excesso de velocidade seja aplicada quando, nesse
intervalo de tempo, a distância entre esses dois pontos é superior a 120 𝑚.
Indique se o automóvel foi multado, justificando sua resposta com base nos cálculos.
15. (2018/UERJ/ADAPTADA)
Texto: Lucy caiu da árvore
Considere que Lucy tenha caído de uma altura igual a 20 𝑚, com aceleração constante,
atingindo o solo com a velocidade de 60 𝑘𝑚/ℎ.
Nessas condições, o valor da aceleração, em 𝑚/𝑠2, corresponde aproximadamente a:
a) 3 b)7 c) 11 d) 15
16. (2017/UERJ/1ª FASE)
Para um teste, um piloto de caça é colocado em um dispositivo giratório. A partir de
determinado instante, o dispositivo descreve um movimento circular e uniforme, com
velocidade constante de 64,8 𝑘𝑚/ℎ.
Admitindo que o raio da trajetória corresponde a 6 𝑚, calcule, em 𝑚/𝑠2 , o módulo da
aceleração a que está submetido o piloto.
17. (2016/UERJ)
Quatro bolas são lançadas horizontalmente no espaço, a partir da borda de uma mesa que está
sobre o solo. Veja na tabela abaixo algumas características dessas bolas.
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Bolas Material Velocidade inicial (m ⋅ 𝑠−1) Tempo de queda (s)
1 chumbo 4,0 t1
2 vidro 4,0 t2
3 madeira 2,0 t3
4 plástico 2,0 𝑡4
A relação entre os tempos de queda de cada bola pode ser expressa como:
a) 𝑡1 = 𝑡2 < 𝑡3 = 𝑡4 b) 𝑡1 = 𝑡2 > 𝑡3 = 𝑡4
c) 𝑡1 < 𝑡2 < 𝑡3 = 𝑡4 d) 𝑡1 = 𝑡2 = 𝑡3 = 𝑡4
18. (2015/UERJ)
Uma ave marinha costuma mergulhar de uma altura de 20 𝑚 para buscar alimento no mar.
Suponha que um desses mergulhos tenha sido feito em sentido vertical, a partir do repouso e
exclusivamente sob ação da força da gravidade. Desprezando-se as forças de atrito e de
resistência do ar, a ave chegará à superfície do mar a uma velocidade, em 𝑚/𝑠,
aproximadamente igual a:
a) 20 b) 40 c) 60 d) 80
19. (2014/UEA)
Dois corpos de massas 𝑚 e 2𝑚 são abandonados da mesma altura, ambos com velocidade
inicial nula. Durante a queda de ambos, a aceleração gravitacional é constante e a resistência
do ar desprezível. Sendo t1 e t2, respectivamente, o tempo que cada corpo leva para atingir o
solo, a relação entre esses tempos é
a) 𝑡1 = 2,00𝑡2. b) 𝑡1 = 0,50𝑡2. c) 𝑡1 = 0,25𝑡2.
d) 𝑡1 = 1,00𝑡2. e) 𝑡1 = 4,00𝑡2.
20. (2018/UFU)
Filmes de ficção científica, que se passam no espaço sideral, costumam mostrar hábitats
giratórios que fornecem uma gravidade artificial, de modo que as pessoas se sintam como se
estivessem na Terra. Imagine um desses hábitats em um local livre da influência significativa
de outros campos gravitacionais, com raio de 1 𝑘𝑚 e com pessoas habitando a borda interna
do cilindro.
Esse cenário, nessas condições, reproduz algo muito próximo à aceleração da gravidade de
10 𝑚/𝑠2 desde que a frequência com que o hábitat rotaciona seja, aproximadamente, de
a) 2 rpm. b) 1 rpm. c) 20 rpm. d) 60 rpm.
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21. (2017/UFU)
Ainda que tenhamos a sensação de que estamos estáticos sobre a Terra, na verdade, se
tomarmos como referência um observador parado em relação às estrelas fixas e externo ao
nosso planeta, ele terá mais clareza de que estamos em movimento, por exemplo,
rotacionando junto com a Terra em tomo de seu eixo imaginário. Se consideramos duas
pessoas (A e B), uma deles localizada em Ottawa (A), Canadá, (latitude 45° Norte) e a outra em
Caracas (B), Venezuela, (latitude 10° Norte), qual a relação entre a velocidade angular média
(ω) e velocidade escalar média (𝑣) dessas duas pessoas, quando analisadas sob a perspectiva
do referido observador?
a) ω𝐴 = ω𝐵 𝑒 𝑣𝑎 = 𝑣𝑏 b) ω𝐴 < ω𝐵 𝑒 𝑣𝑎 < 𝑣𝑏
c) ω𝐴 = ω𝐵 𝑒 𝑣𝑎 < 𝑣𝑏 d) ω𝐴 > ω𝐵 𝑒 𝑣𝑎 = 𝑣𝑏
22. (2011/UFU)
Uma pedra é lançada do solo com velocidade de 36 𝑘𝑚/ℎ fazendo um ângulo de 45° com a
horizontal. Considerando 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 e desprezando a resistência do ar, analise as
afirmações abaixo.
I. A pedra atinge a altura máxima de 2,5 𝑚.
II. A pedra retorna ao solo ao percorrer a distância de 10 𝑚 na horizontal.
III. No ponto mais alto da trajetória, a componente horizontal da velocidade é nula.
Usando as informações do enunciado, assinale a alternativa correta.
a) Apenas I é verdadeira. b) Apenas I e II são verdadeiras.
c) Apenas II e III são verdadeiras. d) Apenas II é verdadeira.
23. (2007/UFU)
Três rodas de raios 𝑅𝑎, 𝑅𝑏 e 𝑅𝑐 possuem velocidades angulares 𝜔𝑎, 𝜔𝑏 e 𝜔𝑐, respectivamente,
e estão ligadas entre si por meio de uma correia, como ilustra a figura adiante.
Ao mesmo tempo que a roda de raio 𝑅𝑏 realiza duas voltas, a roda de raio 𝑅𝑐 realiza uma volta.
Não há deslizamento entre as rodas e a correia. Sendo 𝑅𝑐 = 3 𝑅𝑎, é correto afirmar que:
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a) 𝑅𝑏 =
4
3
𝑅𝑎 𝑒 𝜔𝑎 =
4
3
𝜔𝑐 b) 𝑅𝑏 =
4
3
𝑅𝑎 𝑒 𝜔𝑎 = 3𝜔𝑐
c) 𝑅𝑏 =
3
2
𝑅𝑎 𝑒 𝜔𝑎 =
4
3
𝜔𝑐 d) 𝑅𝑏 =
3
2
𝑅𝑎 𝑒 𝜔𝑎 = 3𝜔𝑐
24. (2006/UFU)
Para comparar o efeito da gravidade, um astronauta mede a altura que ele consegue pular
verticalmente, a partir do repouso, na Terra e na Lua.
Sabendo-se que a gravidade na Lua é aproximadamente 6 vezes menor do que na Terra, o
astronauta, ao medir a altura do seu pulo na Lua, e considerando um salto em que ele receba
o mesmo impulso do salto na Terra, obteve um valor
a) √6 vezes maior que na Terra. b) 6 vezes menor que na Terra.
c) 36 vezes maior que na Terra. d) 6 vezes maior que na Terra.
25. (2014/UFRGS)
Cada um dos gráficos abaixo representa a posição em função do tempo para um movimento
unidimensional (as partes curvas devem ser consideradas como segmentos de parábolas).
No conjunto de gráficos a seguir, está representada a velocidade em função do tempo para
seis situações distintas.
Considerando que as divisões nos eixos dos tempos são iguais em todos os gráficos, assinale a
alternativa que combina corretamente os gráficos que descrevem, por pares, o mesmo
movimento.
a) 1 (c) - 2(d) - 3(b). b) 1(e)-2(f) -3(a). c) 1(a) -2(d)-3(e).
d) 1 (c) — 2(f) -3(d). e) 1 (e) -2(d) -3(b).
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26. (2013/UFRGS)
Em certo momento, o automóvel alcança um longo caminhão. A oportunidade de
ultrapassagem surge e o automóvel é acelerado uniformemente até que fique completamente
à frente do caminhão. Nesse instante, o motorista "alivia o pé" e o automóvel reduz a
velocidade uniformemente até voltar à velocidade inicial 𝑣. A figura abaixo apresenta cinco
gráficos de distância (𝑑) x tempo (𝑡). Em cada um deles, está assinalado o intervalo de tempo
(Δ𝑡) em que houve variação de velocidade.
Escolha qual dos gráficos melhor reproduz a situação descrita acima.
a) b) c)
d) e)
27. (2019/UFRGS/MODIFICADA)
A esfera de massa 𝑀 cai, de uma altura ℎ, verticalmente ao solo, partindo do repouso. A
resistência do ar é desprezível. A figura a seguir representa essa situação.
Sendo T o tempo de queda ego módulo da aceleração da gravidade, o módulo da velocidade
da esfera, quando atinge o solo, é
a) ℎ/𝑇. b) 𝑔ℎ/𝑇. c) 𝑔2/(2𝑇2) d) 𝑔𝑇. e) ℎ𝑇.
28. (2018/UEL)
Suponha que a máquina de tear industrial, seja composta por 3 engrenagens (A, B e C),
conformea figura a seguir.
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Suponha também que todos os dentes de cada engrenagem são iguais e que a engrenagem A
possui 200 dentes e gira no sentido anti-horário a 40 𝑟𝑝𝑚. Já as engrenagens B e C possuem
20 e 100 dentes, respectivamente.
Com base nos conhecimentos sobre movimento circular, assinale a alternativa correta quanto
à velocidade e ao sentido.
a) A engrenagem C gira a 800 𝑟𝑝𝑚 e sentido anti-horário.
b) A engrenagem B gira 40 𝑟𝑝𝑚 e sentido horário.
c) A engrenagem B gira a 800 𝑟𝑝𝑚 e sentido anti-horário.
d) A engrenagem C gira a 80 𝑟𝑝𝑚 e sentido anti-horário.
e) A engrenagem C gira a 8 𝑟𝑝𝑚 e sentido horário.
29. (2014/UEL)
O desrespeito às leis de trânsito, principalmente àquelas relacionadas à velocidade permitida
nas vias públicas, levou os órgãos regulamentares a utilizarem meios eletrônicos de
fiscalização: os radares capazes de aferir a velocidade de um veículo e capturar sua imagem,
comprovando a infração ao Código de Trânsito Brasileiro.
Suponha que um motorista trafegue com seu carro à velocidade constante de 30 𝑚/𝑠 em uma
avenida cuja velocidade regulamentar seja de 60 𝑘𝑚/ℎ. A uma distância de 50 𝑚, o motorista
percebe a existência de um radar fotográfico e, bruscamente, inicia a frenagem com uma
desaceleração de 5 𝑚/𝑠2.
Sobre a ação do condutor, é correto afirmar que o veículo
a) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 50 𝑘𝑚/ℎ.
b) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 60 𝑘𝑚/ℎ.
c) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 64 𝑘𝑚/ℎ.
d) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 66 𝑘𝑚/ℎ.
e) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 72 𝑘𝑚/ℎ.
30. (2013/UEL)
O Brasil prepara-se para construir e lançar um satélite geoestacionário que vai levar banda
larga a todos os municípios do país. Além de comunicações estratégicas para as Forças
Armadas, o satélite possibilitará o acesso à banda larga mais barata a todos os municípios
brasileiros. O ministro da Ciência e Tecnologia está convidando a índia - que tem experiência
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neste campo, já tendo lançado 70 satélites - a entrar na disputa internacional pelo projeto, que
trará ganhos para o consumidor nas áreas de Internet e telefonia 3G.
(Adaptado de: BERLINCK, D. Brasil vai construir satélite para levar banda larga para todo país. O Globo, Economia, mar. 2012. Disponível em:
<http://oglobo.globo.com/economia'brasil-vai-construir-satelite-para-levar-banda-larga-para-todo-pais-4439167>. Acesso em: 16 abr. 2012.)
A posição média de um satélite geoestacionário em relação à superfície terrestre se mantém
devido à
a) sua velocidade angular ser igual à velocidade angular da superfície terrestre.
b) sua velocidade tangencial ser igual à velocidade tangencial da superfície terrestre.
c) sua aceleração centrípeta ser proporcional ao cubo da velocidade tangencial do satélite.
d) força gravitacional terrestre ser igual à velocidade angular do satélite.
e) força gravitacional terrestre ser nula no espaço, local em que a atmosfera é rarefeita.
31. (2011/UEL)
No circuito automobilístico de Spa Francorchamps, na Bélgica, um carro de Fórmula 1 sai da
curva Raidillion e, depois de uma longa reta, chega à curva Les Combes.
A telemetria da velocidade versus tempo do carro foi registrada e é apresentada no gráfico a
seguir.
Qual das alternativas a seguir contém o gráfico que melhor representa a aceleração do carro
de F-1 em função deste mesmo intervalo de tempo?
a) b)
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Exercícios extras – Aula 01
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c) d)
e)
3 - GABARITO DAS QUESTÕES SEM COMENTÁRIOS
1. Incorreto e Incorreto.
2. Correto, Correto e
Correto.
3. V, F, V e V
4. A 5. C 6. E
7. C 8. B 9. D
10. C 11. C 12. C
13. B 14. Não foi multado. 15. B
16. 54 𝑚/𝑠2 17. D 18. A
19. D 20. B 21. C
22. B 23. D 24. D
25. A 26. A 27. D
28. D 29. E 30. A
31. D
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4 - QUESTÕES RESOLVIDAS E COMENTADAS
1. (2012/UnB/MODIFICADA)
Texto I
Falhou a implosão da arquibancada do Estádio Mané Garrincha, em Brasília, programada para
a tarde deste domingo.
Técnicos acionaram, por duas vezes, os 250 kg de explosivos à base de nitrato de amônio, mas,
de acordo com o consórcio responsável pela obra, houve um corte na linha de detonação, o
que impediu a derrubada da estrutura. O estádio será palco da Copa do Mundo de 2014 e da
Copa das Confederações de 2013.
Internet: <www.uol.com.br> (com adaptações)
Texto II
A figura a seguir ilustra um modelo simplificado de um edifício, que será utilizado na análise
de alguns aspectos de uma implosão. Nesse modelo, o prédio é constituído por quatro lajes de
massa 𝑀, separadas por quatro colunas de massa 𝑚, e sustentado por quatro colunas fixadas
no solo (as colunas ao fundo não são mostradas na figura). Em cada andar, a força de
sustentação é igualmente repartida entre as quatro colunas que sustentam a laje. A altura
entre o piso e o teto de um andar é ℎ e a altura do primeiro andar é igual a 2ℎ. Para implodir
o prédio, destroem-se simultaneamente, por meio de uma explosão, todas as colunas que
sustentam as lajes.
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.
Considerando que, na explosão mencionada no texto I, tenha sido usado nitrato de amônio
puro, cuja entalpia de combustão é − 301 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙, e desprezando a espessura das lajes, julgue
os itens a seguir.
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a) Considerando-se o modelo apresentado no texto II e supondo-se que as estruturas, após
a implosão, iniciam sua queda a partir do repouso, é correto inferir que o tempo que o teto do
último andar do edifício levará para atingir o solo corresponderá ao dobro do tempo em que o
piso do primeiro andar atingirá o solo.
b) Considere que, utilizando-se o modelo apresentado no texto II, tenha transcorrido, entre
o início da queda do piso do terceiro andar e o início da queda do teto desse andar, um tempo
𝜎 < √2ℎ/𝑔, em que g é a aceleração da gravidade.
Nesse caso, o gráfico a seguir representa corretamente a distância entre o piso e o teto do
terceiro andar durante a sua queda.
Comentários
a) Incorreta. Aplicando a função horária no movimento uniformemente variado, com
aceleração igual a gravidade, tanto para o teto do último andar como para o piso do primeiro andar,
temos:
S = 𝑆0 + 𝑣0 ⋅ 𝑡 +
𝑎
2
⋅ 𝑡2
{
𝑆𝑝𝑖𝑠𝑜 = 0 + 0 ⋅ 𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜 +
𝑔
2
⋅ 𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜
2 ∴ 2 ⋅ ℎ =
𝑔
2
⋅ 𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜
2
𝑆𝑡𝑒𝑡𝑜 = 0 + 0 ⋅ 𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜 +
𝑔
2
⋅ 𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜
2 ∴ 5 ⋅ ℎ =
𝑔
2
⋅ 𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜
2
{
𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜 = √4 ⋅ ℎ/𝑔 = 2√ℎ/𝑔
𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜 = √10 ⋅ ℎ/𝑔 = 3,16√ℎ/𝑔
Como o tempo do teto não está o dobro do piso, a alternativa é incorreta.
b) Alternativa incorreta. Aplicando a função horária no movimento uniformemente variado,
com aceleração igual a gravidade, tanto para o teto como para o piso do terceiro andar, temos:
{
𝑆𝑝𝑖𝑠𝑜 = 0 + 0 ⋅ 𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜 +
𝑔
2
⋅ 𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜
2 ∴ 4 ⋅ ℎ =
𝑔
2
⋅ 𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜
2
𝑆𝑡𝑒𝑡𝑜 = 0 + 0 ⋅ 𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜 +
𝑔
2
⋅ 𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜
2 ∴ 5 ⋅ ℎ =
𝑔
2
⋅ 𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜
2
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{
𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜 = √8 ⋅ ℎ/𝑔 = 2√2 ⋅ ℎ/𝑔
𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜 = √10 ⋅ ℎ/𝑔 = √5√2 ⋅ ℎ/𝑔
𝑡𝑡𝑒𝑡𝑜 − 𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜 = (√5 − 2) ⋅ √2 ⋅ ℎ/𝑔
Portanto, o teto começa a cair (σ) antes que o piso chegue ao solo (σ < √2ℎ/𝑔 < 𝑡𝑝𝑖𝑠𝑜).
Fazendo a distância entre o teto e o piso igual a 𝑑, faremos 3 partes: 1 – Queda do piso antes do
teto começar a cair; 2 – Ambos caindo até o piso atingir o solo; 3 – A partir do piso chegar ao solo
até o teto chegar ao solo.
1 – Queda do piso antes do teto começar a cair (𝑡 = 0 até 𝑡 = 𝜎)
{
ℎ𝑝𝑖𝑠𝑜 = 4 ⋅ ℎ −
𝑔
2
⋅ 𝑡2
ℎ𝑡𝑒𝑡𝑜 = 5 ⋅ ℎ
∴ 𝑑 = ℎ𝑡𝑒𝑡𝑜 − ℎ𝑝𝑖𝑠𝑜 = ℎ +
𝑔
2
⋅ 𝑡2
Portanto, como 𝑑(𝑡) é uma equação de 2º grau com coeficiente quadrático positivo, o gráfico
será um arco de parábola com concavidade para cima. Portanto completamente diferente do que
diz o item b. Para efeitos didáticos, continuaremos a resolução, porém, fazendo até aqui na prova
já atesta que o item é negativo.
2 – Ambos caindo até o piso atingir o solo (𝑡 > σ até 𝑡 = √8 ⋅ ℎ/𝑔)
{
ℎ𝑝𝑖𝑠𝑜 = 4 ⋅ ℎ −
𝑔
2
⋅ 𝑡2
ℎ𝑡𝑒𝑡𝑜 = 5 ⋅ ℎ −
𝑔
2
⋅ (𝑡 − σ)2
𝑑 = ℎ𝑡𝑒𝑡𝑜 − ℎ𝑝𝑖𝑠𝑜 = ℎ −
𝑔
2
⋅ σ + 𝑔 ⋅ σ ⋅ 𝑡
Portanto, como 𝑑(𝑡) é uma equação de 1º grau com coeficiente linear positivo, o gráfico será
uma reta ascendente.
3 – A partir do piso chegar ao solo até o teto chegar ao solo (𝑡 > √8 ⋅ ℎ/𝑔 até 𝑡 =
√10 ⋅ ℎ/𝑔 + σ)
{
ℎ𝑝𝑖𝑠𝑜 = 0
ℎ𝑡𝑒𝑡𝑜 = 5 ⋅ ℎ −
𝑔
2
⋅ (𝑡 − σ)2
∴ 𝑑 = 5 ⋅ ℎ −
𝑔
2
⋅ (𝑡 − σ)2
Portanto, como 𝑑(𝑡) é uma equação de 2º grau com coeficiente quadrático negativo, o
gráfico será um arco de parábola com concavidade para baixo, alcançando 𝑑 = 0 no tempo 𝑡 =
√10 ⋅ ℎ/𝑔 + σ.
Gabarito: “Incorreto, Incorreto”.
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2. (2000/UnB/MODIFICADO)
Os aviões da Esquadrilha da Fumaça são adequados para fazer acrobacias no ar. Em uma
demonstração, um desses aviões faz a seguinte manobra: mergulha para perto da superfície
da Terra até o ponto A e, a partir desse ponto até o ponto B, faz uma trajetória descrita pela
equação 𝑦 = 0,58𝑥 − 7,1 ⋅ 10−4𝑥2, em que x e y são expressos em metros. Entre esses dois
pontos, a trajetória do avião é idêntica à de uma bala de canhão, como ilustra a figura a seguir,
sendo que a velocidade do avião é igual à velocidade da bala do canhão em qualquer ponto da
trajetória entre A e B.
Em relação à situação descrita, julgue os itens a seguir.
(1) as informações contidas no texto permitem inferir que os efeitos da resistência do ar e da
rotação da Terra sobre o movimento da bala de canhão foram desprezados.
(2) Apesar de as velocidades da bala e do avião na situação descritas serem idênticas entre os
pontos A e B, para que um avião consiga percorrer a mesma trajetória da bala entre os pontos
A e B, não é necessário que sua velocidade seja idêntica à velocidade da bala em cada ponto
da trajetória.
(3) A bala atingirá o solo a mais de 800m do local de onde foi lançada.
Comentários
1. Correto. Se a bala de canhão tivesse a resistência do ar, ela teria uma aceleração negativa
no eixo x. O que faria com que a trajetória não fosse parabólica.
𝑠𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 {
𝑥 = 𝑣0 ⋅ 𝑐𝑜𝑠α ⋅ 𝑡 −
𝑎𝑟𝑒𝑠 𝑥
2
⋅ 𝑡2
𝑦 = 𝑣0 ⋅ 𝑠𝑒𝑛α ⋅ 𝑡 −
(𝑔 − 𝑎𝑟𝑒𝑠 𝑦)
2
⋅ 𝑡2
𝑠𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 {
𝑥 = 𝑣0 ⋅ 𝑐𝑜𝑠𝛼 ⋅ 𝑡 ∴ 𝑡 =
𝑥
𝑣0 ⋅ 𝑐𝑜𝑠α
𝑦 = 𝑣0 ⋅ 𝑠𝑒𝑛𝛼 ⋅ 𝑡 −
𝑔
2
⋅ 𝑡2
𝑠𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑦 = 𝑡𝑔 𝛼 ⋅ x −
𝑔
2
⋅ (
𝑥
𝑣0 ⋅ 𝑐𝑜𝑠𝛼
)
2
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Portanto, sem resistência é uma parábola. Com a resistência, tanto o comportamento em x
quanto em y é quadrático, fazendo com que a trajetória não seja parabólica. O mesmo ocorre
quando existe a rotação, a velocidade do projétil no eixo x irá ser acelerada ou desacelerada de
acordo com a aceleração centrípeta da rotação.
2. Correto. Para que eles percorram a mesma trajetória, a equação de 2º Grau abaixo deve
ser igual:
𝑦 = 𝑡𝑔 𝛼 ⋅ 𝑥 −
𝑔
2
⋅ (
𝑥
𝑣0 ⋅ 𝑐𝑜𝑠𝛼
)
2
Para que o eles percorram a mesma trajetória com velocidades distintas, o avião pode
acelerar e desacelerar para que o coeficiente quadrático seja sempre igual.
3. Correto. Para isso, acharemos as raízes da equação de 2º Grau que descrevem a trajetória
da bala.
𝑦 = 0,58𝑥 − 7,1 ⋅ 10−4𝑥2 = 0
𝑥 =
−0,58 ± √0,582 − 4 ⋅ 7,1 ⋅ 10−4 ⋅ 0
2 ⋅ (−7,1 ⋅ 10−4)
≅ 816,9
Gabarito: Correto, Correto, Correto.
3. (1998/UnB)
Um motorista cuidadoso trafegava na 𝐿2 Norte, na altura da UnB, a 60 𝑘𝑚/ℎ, como estabelece
a legislação de trânsito, quando viu acender a luz de advertência do semáforo, momento em
que pressionou suavemente os freios, de forma a imprimir uma desaceleração constante no
seu veículo de 1.500 𝑘𝑔. Decorridos 5 𝑠, o carro encontrava-se a 20 𝑘𝑚/ℎ, instantes em que
o motorista viu, pelo espelho retrovisor, um outro veículo se aproximando em velocidade alta
e constante. Temeroso de ser abalroado por trás, acelerou o seu carro e, em 2 𝑠, retomou à
velocidade anterior e ultrapassou o semáforo ainda com a luz amarela. O outro veículo apesar
de trafegar com maior velocidade, ultrapassou o semáforo com a luz vermelha, sendo
condutor, por isso, multado por um policial que se encontrava no local munido de um radar. O
policial esboçou, no gráfico representado a seguir, a evolução das acelerações e velocidades
dos dois veículos.
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Com relação ao gráfico apresentado, julgue os itens a seguir.
(1) n corresponde à declividade do segmento de reta que une os pontos de coordenadas (𝑡𝑜 , 𝑏)
e (𝑡1, 𝑎).
(2) c é a aceleração do veículo conduzido pelo motorista imprudente.
(3) Entre os instantes 𝑡𝑜 e 𝑡2 o motorista cuidadoso percorreu uma distância superior a 75𝑚.
(4) O produto m x (𝑡2 − 𝑡1) corresponde à variação de velocidade do motorista prudente no
intervalo de tempo entre 𝑡1 e 𝑡2.
Comentários
1. Verdadeira. n corresponde a desaceleração constante impressa pelo motorista, fazendo
com que a velocidade diminuísse entre os pontos (𝑡𝑜 , 𝑏) e (𝑡1, 𝑎).
2. Falsa. Se a velocidade do outro motorista é constante, a aceleração seria nula, portanto,
não corresponde ao segmento de reta c.
3. Verdadeira. Fazendo o deslocamento igual a área abaixo do gráfico de velocidade x tempo,
temos a área de 2 Trapézios:
Δ𝑆 =
60 + 20
2
⋅
5
3,6
+
20 + 60
2
⋅
2
3,6
≅ 77,77 𝑚
4. Verdadeira. Observando a função horária da velocidade temos:
v = v0 + a ⋅ Δt ∴ a ⋅ (t2 − t1) = v − v0
Gabarito: “V, F, V e V”.
4. (2019/UFPR/MODIFICADA)
Um objeto move-se numa pista retilínea, descrevendo um movimento retilíneo
uniformemente variado, quando observado por um sistema de referência inercial. A posição
desse objeto é descrita pela equação 𝑥(𝑡) = 5 − 6𝑡 + 3𝑡2, onde x é medido em metros e t em
segundos. Sabe-se que a massa do objeto é fixa e vale 𝑚 = 600 𝑔.
Tendo em vista essas informações, considere as seguintes afirmativas:
1. A posição inicial do objeto vale 5 𝑚.
2. O objeto tem velocidade nula em 𝑡 = 1 𝑠.
3. No intervalo de 𝑡 = 0 a 𝑡 = 3 𝑠, o objeto tem deslocamento total nulo.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
c) Somente a afirmativas 1 é verdadeira.
d) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
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1. Verdadeira. Utilizando a equação horária da posição temos:
𝑠 = 𝑠0 + 𝑣0 ⋅ 𝑡 +
𝑎
2
⋅ 𝑡2
Comparando com a equação dada, vemos que a posição inicial é de 5 metros, a velocidade
inicial é negativa de 6 metros por segundo, e a aceleração é de 6 metros por segundo ao quadrado.
2. Verdadeira. Aplicando a equação horária da velocidade temos:
v(t) = v0 + a ⋅ Δt = −6 + 6 ⋅ 1 = 0m/s
3. Falsa. Aplicando a equação horária da posição temos:
𝑠(𝑡 = 0) = 5 − 6 ⋅ 0 + 3 ⋅ 02 = 5 𝑚
𝑠(𝑡 = 3) = 5 − 6 ⋅ 3 + 3 ⋅ 32 = 14 𝑚
Δ𝑆 = 𝑠(𝑡 = 3) − 𝑠(𝑡 = 0) = 14 − 5 = 9 𝑚
Gabarito: “a”.
5. (2018/UFPR)
Um canhão efetua um disparo de um projétil verticalmente para cima, a partir do chão, e o
projétil atinge uma altura máxima 𝐻 medida a partir do chão, quando então retorna a ele,
caindo no mesmo local de onde partiu. Supondo que, para esse movimento, a superfície da
Terra possa ser considerada como sendo um referencial inercial e que qualquer tipo de
resistência do ar seja desprezado, considere as seguintes afirmativas:
1. A aceleração no ponto mais alto da trajetória, que fica a uma altura 𝐻 do chão, é nula.
2. O deslocamento total do projétil vale 2 𝐻.
3. O tempo de subida até a altura 𝐻 é igual ao tempo de queda da altura 𝐻 até o chão.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
Comentários
1. Falsa. No momento mais alto de um lançamento vertical, a velocidade é nula. Durante todo
o percurso, como está desprezando a resistência do ar, a aceleração será constante e igual à da
gravidade.
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2. Falsa. Como o projétil retorna ao canhão, o deslocamento total será nulo, pois a
coordenada no início e no fim do percurso são iguais.
3. Verdadeira. Aplicando a função horária da velocidade nos dois sentidos temos:
{
𝑣 = 𝑣0 − 𝑔 ⋅ 𝑡
𝑣0 = 𝑣 + 𝑔 ⋅ 𝑡 , 𝑣 = 0 ∴ {
0 = 𝑣0 − 𝑔 ⋅ 𝑡
𝑣0 = 0 + 𝑔 ⋅ 𝑡
Portanto, o tempo de subida é igual ao de descida.
Gabarito: “c”.
6. (2013/UFPR)
No gráfico abaixo, cada ponto indica o módulo da velocidade instantânea de um atleta medida
ao final de cada quilômetro percorrido em uma maratona de 10 𝑘𝑚. Com base nas
informações contidas nesse gráfico e considerando que o atleta partiu do repouso, analise as
seguintes afirmativas:
1. O movimento do atleta é uniformemente acelerado nos primeiros 3 𝑘𝑚.
2. Entre os quilômetros 4 e 5, o atleta pode ter se deslocado com velocidade constante.
3. As informações são insuficientes para calcular o tempo que o atleta levou para percorrer os
10 𝑘𝑚.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
Comentários
1. Falsa. Como os dados são espaçados, não podemos afirmar que o atleta manteve um
movimento uniformemente acelerado. Ele pode ter acelerado e desacelerado muitas vezes entre
cada um dos pontos que foram aferidas as velocidades instantâneas.
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2. Verdadeiro. Como as velocidades nos quilômetros 4 e 5 são iguais, e a questão não afirmou
que continuou constante, e sim que pode ter continuado constante, a afirmativa está correta.
3. Verdadeira. Como o gráfico só mostra as velocidades instantâneas a cada quilômetros, não
podemos calcular o deslocamento.
Gabarito: “e”.
7. (2016/UNICAMP)
A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo o mundo. Uma preocupação
importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração.
Sendo assim, considere que em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração
experimentada pelos passageiros foi limitada a 𝑎𝑚𝑎𝑥 = 0,09 𝑔, onde 𝑔 = 10𝑚/𝑠2 é a
aceleração da gravidade.
Se o trem acelera a partir do repouso com aceleração constante igual a 𝑎𝑚𝑎𝑥, a distância
mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 1080 𝑘𝑚 /ℎ corresponde a
𝑎) 10 𝑘𝑚 𝑏) 20 𝑘𝑚 𝑐) 50 𝑘𝑚 𝑑) 100 𝑘𝑚
Comentários
A distância será a mínima quando a aceleração for a máxima:
𝑎𝑚á𝑥 = 0,09 ⋅ 𝑔 = 0,09 ⋅ 10 = 0,9 𝑚/𝑠2
Estamos diante de uma situação de movimento retilíneo uniformemente acelerado.
Devemos usar a equação de Torricelli ou a equação da posição para o MRUV. Note que nada foi dito
nem pedido acerca do tempo, logo vamos optar pela primeira opção:
(𝑣final)
2 = (𝑣𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙)
2 + 2 ∙ 𝑎 ∙ ∆𝑆 Equação de Torricelli
Atente-se ao fato de que a aceleração deverá ser positiva, o trem parte do repouso até a
velocidade de 1080 𝑘𝑚/ℎ. Antes de substituirmos os valores, precisamos converter a velocidade
final para metros por segundo, podemos efetuar a divisão por 3,6.
Dessa vez, peço que você se atente à tabela de valores usuais de velocidades fornecidas em
questões de MRUV:
𝒎/𝒔 𝒌𝒎/𝒉
10 36
15 54
20 72
30 108
40 144
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1080 𝑘𝑚/ℎ nada mais é do que 108 𝑘𝑚/ℎ multiplicado por 10. Dessa forma, o equivalente
de 𝑚/𝑠 deverá ser o 30 também multiplicado por 10. Portanto 𝑣 = 1080 𝑘𝑚/ℎ = 300 𝑚/𝑠.
Agora podemos substituir os valores. Lembre-se que o trem sai do repouso, logo a velocidade
inicial é nula:
(𝑣final)
2 = (𝑣𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙)
2 + 2 ∙ 𝑎 ∙ ∆𝑆
(300)2 = (0)2 + 2 ∙ 0,9 ∙ ∆𝑆
300 ⋅ 300 = 2 ∙ 0,9 ∙ ∆𝑆
∆𝑆 =
300 ⋅ 300
2 ⋅ 0,9
=
300 ⋅ 300
2 ⋅ 0,9
=
150 ⋅ 100
1 ⋅ 0,3
∆𝑆 =
150 ⋅ 100
0,3
=
50 ⋅ 100
0,1
= 50 ⋅ 1000 = 50000 𝑚 = 50 𝑘𝑚
Gabarito: “c”.
8. (2016/UNICAMP)
Anemômetros são instrumentos usados para medir a velocidade do vento. A
sua construção mais conhecida é a proposta por Robinson em 1846, que
consiste em um rotor com quatro conchas hemisféricas presas por hastes,
conforme figura abaixo. Em um anemômetro de Robinson ideal, a velocidade
do vento é dada pela velocidade linear das conchas. Um anemômetro em que
a distância entre as conchas e o centro de rotação é 𝑟 = 25 𝑐𝑚, em um dia cuja
velocidade do vento é 𝑣 = 18 𝑘𝑚/ℎ, teria uma frequência de rotação de
𝑎) 3 𝑟𝑝𝑚 𝑏) 200 𝑟𝑝𝑚 𝑐) 720 𝑟𝑝𝑚 𝑑) 1200 𝑟𝑝𝑚
Se necessário, considere 𝜋 ≈ 3.
Comentários
Devemos nos lembrar da relação entre a velocidade angular e a frequência de rotação:
𝝎 = 𝟐 ∙ 𝝅 ∙ 𝒇
Velocidade angular 𝝎 em função
da frequência 𝒇 de rotação
[𝝎 ] =
𝒓𝒂𝒅∗
𝐬
[ 2𝜋 ] = rad∗ [𝑓] =
1
𝑠
= 𝐻𝑧
E também da relação entre a velocidade linear e a velocidade angular:
𝒗 = 𝝎 ∙ 𝑹
Relação entre a velocidade linear
𝒗 e a velocidade angular 𝝎
Ao isolarmos a velocidade angular nessa última relação, teremos:
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𝜔 =
𝑣
𝑅
Substituindo-se essa expressão na relação da velocidade angular e da frequência de rotação,
encontramos:
𝑣
𝑅
= 2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑓
Agora podemos isolar a frequência de rotação:
𝑣
𝑅 ⋅ 2 ⋅ 𝜋
= 𝑓
𝑓 =
𝑣
2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑅
Converter o raio para metros:
𝑅 = 25 𝑐𝑚 = 25 ⋅ 10−2 𝑚
A velocidade linear para 𝑚/𝑠, pela divisão por 3,6 (ou pela tabela de conversão):
𝑣 = 18 𝑘𝑚/ℎ = 5,0 𝑚/𝑠
E, finalmente, substituir os valores. Lembre-se que o enunciado pede que consideremos 𝜋 =
3:
𝑓 =
5,0
2 ⋅ 3 ⋅ 25 ⋅ 10−2
=
5,0 ⋅ 102
6 ⋅ 25
=
1 ⋅ 100
6 ⋅ 5
=
100
30
𝐻𝑧
Precisamos, ainda, converter a frequência para 𝑟𝑝𝑚, rotaçõespor minuto, dado que as
alternativas nos foram fornecidas nessa unidade. Como o 𝐻𝑧, hertz, compreende a rotação por
segundo, precisamos efetuar o produto por 60:
𝑓 =
100
30
⋅ 60 =
100 ⋅ 60
30
= 100 ⋅ 2 = 200 𝑟𝑝𝑚
Gabarito: “b”.
9. (2015/UNICAMP)
Considere um computador que armazena informações em um disco rígido que gira a uma
frequência de 120 𝐻𝑧. Cada unidade de informação ocupa um comprimento físico de 0,2 𝜇𝑚
na direção do movimento de rotação do disco. Quantas informações magnéticas passam, por
segundo, pela cabeça de leitura, se ela estiver posicionada a 3 𝑐𝑚 do centro de seu eixo, como
mostra o esquema simplificado apresentado abaixo? (Considere 𝜋 ≈ 3.)
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𝑎) 1,62 ⋅ 106. 𝑏) 1,8 ⋅ 106. 𝑐) 64,8 ⋅ 108. 𝑑) 1,08 ⋅ 108.
Comentários
Se descobrirmos o comprimento da circunferência na qual a cabeça de leitura atua, e
dividirmos esse valor pelo comprimento físico de cada informação, determinaremos a quantidade
de informações armazenadas a cada ciclo, ou volta, do disco rígido.
O espaço ocupado por cada informação é de:
𝑖 = 0,2 𝜇𝑚 = 0,2 ⋅ 10−6 𝑚 = 2 ⋅ 10−7 𝑚
E o comprimento de uma circunferência é dado por:
𝐶𝑐𝑖𝑟𝑐 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑅
Para a circunferência em questão em questão, sabendo que 𝑅 = 3 𝑐𝑚 = 3 ⋅ 10−2 𝑚, e
adotando 𝜋 = 3:
𝐶𝑐𝑖𝑟𝑐 = 2 ⋅ 3 ⋅ 3 ⋅ 10−2 = 18 ⋅ 10−2 𝑚
Isso significa que a cada volta, o número de informações armazenada é:
𝑖𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎 =
𝐶𝑐𝑖𝑟𝑐
𝑖
=
18 ⋅ 10−2
2 ⋅ 10−7
= 9 ⋅ 10−2−(−7) = 9 ⋅ 105
Já que o disco rígido gira a uma frequência de 120 𝐻𝑧, ele completa 120 ciclos a cada
segundo. Isso significa que a quantidade 𝑄 de informação magnética que passa, por segundo, pela
cabeça de leitura, é de:
𝑄 = 𝑖𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎 ⋅ 𝑓 = 9 ⋅ 105 ⋅ 120 = 1080 ⋅ 105 = 1,08 ⋅ 108
Perceba que, como o avaliador forneceu informações durante o enunciado com apenas um
algarismo significativo, como o comprimento físico da informação de 0,2 𝜇𝑚, e a posição da cabeça
de leitura (que funciona como raio da circunferência) igual a 3 𝑐𝑚, ele jamais poderia cobrar uma
resposta final com 3 algarismos significativos, o que demonstra a falta de zelo ao elaborar a questão.
Gabarito: “d”.
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10. (2015/UNICAMP – 1ª FASE)
Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com
dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser
muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua
composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.
Considerando que a massa e as dimensões dessa estrela são comparáveis às da Terra, espera-
se que a aceleração da gravidade que atua em corpos próximos à superfície de ambos os astros
seja constante e de valor não muito diferente. Suponha que um corpo abandonado, a partir do
repouso, de uma altura ℎ = 54 𝑚 da superfície da estrela, apresente um tempo de queda 𝑡 =
3,0 𝑠. Desta forma, pode-se afirmar que a aceleração da gravidade na estrela é de
𝑎) 8,0 𝑚/𝑠2 𝑏) 10 𝑚/𝑠2 𝑐) 12 𝑚/𝑠2 𝑑) 18 𝑚/𝑠2
Comentários
Sendo a aceleração da gravidade constante ela não será mesmo de valores muito diferentes.
O avaliador tentou se proteger do fato de que a aceleração da gravidade diminui conforme a
distância ao centro do planeta aumenta e acabou por criar confusão ao leitor.
Simplificando: trata-se de uma questão de MRUV na qual o tempo foi fornecido e o melhor
caminho é usar a equação da posição para o MRUV:
∆𝑺 = 𝒗𝟎 ∙ 𝒕 +
𝒂 ∙ 𝒕𝟐
𝟐
Equação da posição em função do
tempo para o MRUV
Substituindo-se os valores fornecidos, sabendo que a velocidade inicial é nula pois o corpo
foi abandonado do repouso, e a aceleração positiva, já que a gravidade atua a favor do movimento,
temos:
54 = 0 ∙ 3,0 +
𝑎 ∙ 32
2
54 ⋅ 2 = 𝑎 ∙ 9
𝑎 =
54 ⋅ 2
9
=
54 ⋅ 2
9
= 6 ⋅ 2 = 12 𝑚/𝑠2
Gabarito: “c”.
11. (2014/UNICAMP)
As máquinas cortadeiras e colheitadeiras de cana-de-açúcar podem substituir dezenas de
trabalhadores rurais, o que pode alterar de forma significativa a relação de trabalho nas
lavouras de cana-de-açúcar. A pá cortadeira da máquina ilustrada na figura abaixo gira em
movimento circular uniforme a uma frequência de 300 𝑟𝑝𝑚. A velocidade de um ponto
extremo 𝑃 da pá vale (Considere 𝜋 ≅ 3)
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𝑎) 9 𝑚/𝑠 𝑏) 15 𝑚/𝑠 𝑐) 18 𝑚/𝑠 𝑑) 60 𝑚/𝑠
Comentários
Novamente, trarei o passo a passo, para que você saiba deduzir ao invés de decorar fórmulas
prontas adequadas para situações específicas. Devemos nos lembrar da relação entre a velocidade
angular e a frequência de rotação:
𝝎 = 𝟐 ∙ 𝝅 ∙ 𝒇
Velocidade angular 𝝎 em função
da frequência 𝒇 de rotação
[𝝎 ] =
𝒓𝒂𝒅∗
𝐬
[ 2𝜋 ] = rad∗ [𝑓] =
1
𝑠
= 𝐻𝑧
E também da relação entre a velocidade linear e a velocidade angular:
𝒗 = 𝝎 ∙ 𝑹
Relação entre a velocidade linear
𝒗 e a velocidade angular 𝝎
Ao isolarmos a velocidade angular nessa última relação, teremos:
𝜔 =
𝑣
𝑅
Substituindo-se essa expressão na relação da velocidade angular e da frequência de rotação,
encontramos:
𝑣
𝑅
= 2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑓
Agora podemos isolar a velocidade linear nessa expressão:
𝑣 = 2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑓 ⋅ 𝑅
Devemos converter o raio para metros:
𝑅 = 60 𝑐𝑚 =
60
100
= 0,6 𝑚
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E a frequência para 𝐻𝑧, lembrando que essa conversão se dá pelo fato de um minuto equivale
a 60 segundos.
𝑓 = 300 𝑟𝑝𝑚 =
300
60
= 5 𝐻𝑧
Finalmente, podemos substituir os valores na expressão que relaciona a velocidade linear, a
frequência de rotação e o raio da trajetória circular. Lembre-se que o avaliador pediu para
adotarmos 𝜋 = 3:
𝑣 = 2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑓 ⋅ 𝑅
𝑣 = 2 ∙ 3 ∙ 5 ⋅ 0,6 = 18 𝑚/𝑠
Gabarito: “c”.
12. (2019/UERJ/1ª FASE)
Em um equipamento industrial, duas engrenagens, A e B, giram 100 vezes por segundo e 6.000
vezes por minuto, respectivamente. O período da engrenagem A equivale a 𝑇𝐴 e o da
engrenagem B, a 𝑇𝐵;
A razão 𝑇𝐴/𝑇𝐵 é igual a:
𝑎) 1/6 𝑏) 3/5 𝑐) 1 𝑑) 6
Comentários
Sabemos que o período 𝑇 de uma rotação é o inverso da frequência 𝑓 da mesma, logo:
𝑇 =
1
𝑓
↔ 𝑓 =
1
𝑇
Relação entre o período e a
frequência de uma rotação
Então, podemos calcular os períodos das duas engrenagens:
fa = 100 𝑣𝑒𝑧𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜 = 100 𝐻𝑧
𝑇𝐴 =
1
𝑓𝐴
=
1
100
= 0,01 𝑠
Para a engrenagem B, precisaremos fazer uma conversão de unidades:
f𝑏 = 6000 𝑣𝑒𝑧𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 = 6000 𝑟𝑝𝑚
Como um minuto equivale a 60 segundos:
f𝑏 = 6000 𝑟𝑝𝑚 ∙
1 𝐻𝑧
60 𝑟𝑝𝑚
f𝑏 = 6000 𝑟𝑝𝑚 ∙
1 𝐻𝑧
60 𝑟𝑝𝑚
= 100 𝐻𝑧
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𝑇𝐵 =
1
𝑓𝐵
=
1
100
= 0,01 𝑠
Dessa forma:
𝑇𝐴
𝑇𝐵
=
0,01
0,01
= 1
Gabarito: “c”.
13. (2018/UERJ/1ª FASE)
Um carro se desloca ao longo de uma reta. Sua velocidade varia de acordo com o tempo,
conforme indicado no gráfico.
A função que indica o deslocamento do carro em relação ao tempo t é:
(A) 5𝑡 − 0,55 𝑡2 (B) 5𝑡 + 0,625 𝑡2 (C) 20𝑡 − 1,25 𝑡2 (D) 20𝑡 + 2,5 𝑡2
Comentários
A função pedida é a da posição em função do tempo:
𝑆(𝑡) = 𝑆0 + 𝑣 ⋅ 𝑡 +
𝑎 ⋅ 𝑡2
2
Devemos inferir que o carro partiu de uma posição inicial nula. Além disso, podemos tirar a
velocidade inicial a partir do instanteinicial, conhecido como 𝑡 = 0. Do gráfico, notamos que essa
velocidade inicial é igual a 5 𝑚/𝑠. Daí, nossa equação já fica da forma:
𝑆(𝑡) = 0 + 5 ⋅ 𝑡 +
𝑎 ⋅ 𝑡2
2
Percebemos que nos falta a aceleração do móvel. Perceba que a velocidade é alterada de
forma constante, o que fica evidenciado pelo comportamento do gráfico na forma de uma reta.
Podemos usar dois pontos para determinarmos a aceleração:
𝑎 =
∆𝑣
∆𝑡
=
𝑣12 − 𝑣0
𝑡12 − 𝑡0
=
20 − 5
12 − 0
=
15
12
𝑚/𝑠2
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Finalmente:
𝑆(𝑡) = 5 ⋅ 𝑡 +
15/12 ⋅ 𝑡2
2
𝑆(𝑡) = 5 ⋅ 𝑡 +
15
24
⋅ 𝑡2
𝑆(𝑡) = 5 ⋅ 𝑡 + 0,625 ⋅ 𝑡2
Gabarito: “b”.
14. (2018/UERJ)
Um guarda rodoviário, ao utilizar um radar, verifica que um automóvel em movimento
uniformemente variado passa por um ponto de uma rodovia com velocidade de 10 𝑚/𝑠. Cinco
segundos depois, o automóvel passa por outro ponto da mesma rodovia com velocidade de
25 𝑚/𝑠. Admita que a infração por excesso de velocidade seja aplicada quando, nesse
intervalo de tempo, a distância entre esses dois pontos é superior a 120 𝑚.
Indique se o automóvel foi multado, justificando sua resposta com base nos cálculos.
Comentários
Podemos usar a equação da posição para o MRUV, para determinarmos a distância percorrida
pelo automóvel. Para isso, precisamos calcular a sua aceleração:
𝑎 =
∆𝑣
∆𝑡
=
25 − 10
5 − 0
=
15
5
= 3,0 𝑚/𝑠2
Agora podemos calcular a distância:
∆𝑆 = 𝑣0 ⋅ 𝑡 +
𝑎 ⋅ 𝑡2
2
∆𝑆 = 10 ⋅ 5 +
3 ⋅ 52
2
= 50 +
75
2
= 87,5 𝑚
Se a distância entre os dois pontos é menor que 120 𝑚, o motorista não foi multado.
Gabarito: Não foi multado.
15. (2018/UERJ/ADAPTADA)
Texto: Lucy caiu da árvore
Considere que Lucy tenha caído de uma altura igual a 20 𝑚, com aceleração constante,
atingindo o solo com a velocidade de 60 𝑘𝑚/ℎ.
Nessas condições, o valor da aceleração, em 𝑚/𝑠2, corresponde aproximadamente a:
a) 3 b)7 c) 11 d) 15
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Comentários
Como temos uma situação de MRUV na qual o tempo não foi fornecido e nem solicitado,
podemos usar a equação de Torricelli. Não devemos nos esquecer de converter a velocidade final
fornecida para 𝑚/𝑠:
(𝑣𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)
2
= (𝑣𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙)
2 + 2 ⋅ 𝑎 ⋅ ∆𝑆
(
60
3,6
)
2
= (0)2 + 2 ⋅ 𝑎 ⋅ 20
𝑎 =
60 ⋅ 60
3,6 ⋅ 3,6 ⋅ 40
=
60 ⋅ 3
3,6 ⋅ 3,6 ⋅ 2
=
30 ⋅ 3
3,6 ⋅ 3,6
= 6,94 ≅ 7 𝑚/𝑠2
Gabarito: “b”.
16. (2017/UERJ/1ª FASE)
Para um teste, um piloto de caça é colocado em um dispositivo giratório. A partir de
determinado instante, o dispositivo descreve um movimento circular e uniforme, com
velocidade constante de 64,8 𝑘𝑚/ℎ.
Admitindo que o raio da trajetória corresponde a 6 𝑚, calcule, em 𝑚/𝑠2 , o módulo da
aceleração a que está submetido o piloto.
Comentários
Devemos usar a relação da aceleração centrípeta, tendo antes convertido a velocidade para
𝑚/𝑠:
𝑣 =
64,8
3,6
= 18 𝑚/𝑠
A equação da aceleração centrípeta, em função da velocidade linear é:
𝑎𝑐𝑝 =
𝑣2
𝑅
=
182
6
= 54 𝑚/𝑠2
Gabarito: 𝟓𝟒 𝒎/𝒔𝟐.
17. (2016/UERJ)
Quatro bolas são lançadas horizontalmente no espaço, a partir da borda de uma mesa que está
sobre o solo. Veja na tabela abaixo algumas características dessas bolas.
Bolas Material Velocidade inicial (m ⋅ 𝑠−1) Tempo de queda (s)
1 chumbo 4,0 t1
2 vidro 4,0 t2
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3 madeira 2,0 t3
4 plástico 2,0 𝑡4
A relação entre os tempos de queda de cada bola pode ser expressa como:
a) 𝑡1 = 𝑡2 < 𝑡3 = 𝑡4 b) 𝑡1 = 𝑡2 > 𝑡3 = 𝑡4
c) 𝑡1 < 𝑡2 < 𝑡3 = 𝑡4 d) 𝑡1 = 𝑡2 = 𝑡3 = 𝑡4
Comentários
Aplicando a equação horária da distância para cada uma das bolas, porém devemos entender
que as velocidades dadas são na horizontal, e iremos aplicar a equação horária na vertical.
s = s0 + v0 ⋅ t +
a
2
⋅ t2
h =
𝑔
2
⋅ t1
2 ∴ 𝑡1 = √
2 ⋅ ℎ
𝑔
; h =
𝑔
2
⋅ t2
2 ∴ 𝑡2 = √
2 ⋅ ℎ
𝑔
h =
𝑔
2
⋅ t3
2 ∴ 𝑡3 = √
2 ⋅ ℎ
𝑔
; h =
𝑔
2
⋅ t4
2 ∴ 𝑡4 = √
2 ⋅ ℎ
𝑔
Portanto, os quatro tempos de queda são iguais.
Gabarito: “d”.
18. (2015/UERJ)
Uma ave marinha costuma mergulhar de uma altura de 20 𝑚 para buscar alimento no mar.
Suponha que um desses mergulhos tenha sido feito em sentido vertical, a partir do repouso e
exclusivamente sob ação da força da gravidade. Desprezando-se as forças de atrito e de
resistência do ar, a ave chegará à superfície do mar a uma velocidade, em 𝑚/𝑠,
aproximadamente igual a:
a) 20 b) 40 c) 60 d) 80
Comentários
Aplicando a equação de Torricelli, temos.
v2 = v0
2 + 2 ⋅ g ⋅ h ∴ v = √2 ⋅ 10 ⋅ 20 = 20 𝑚/𝑠
Gabarito: “a”.
19. (2014/UEA)
Dois corpos de massas 𝑚 e 2𝑚 são abandonados da mesma altura, ambos com velocidade
inicial nula. Durante a queda de ambos, a aceleração gravitacional é constante e a resistência
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do ar desprezível. Sendo t1 e t2, respectivamente, o tempo que cada corpo leva para atingir o
solo, a relação entre esses tempos é
a) 𝑡1 = 2,00𝑡2. b) 𝑡1 = 0,50𝑡2. c) 𝑡1 = 0,25𝑡2.
d) 𝑡1 = 1,00𝑡2. e) 𝑡1 = 4,00𝑡2.
Comentários
Como os corpos são abandonados da mesma altura, velocidade inicial nula, e a única
aceleração é a da gravidade, pela equação horária do deslocamento vemos que os tempos serão
iguais.
s = s0 + v0 ⋅ t +
a
2
⋅ t2 ∴ {
𝑡1 = √2ℎ/𝑔
𝑡2 = √2ℎ/𝑔
Gabarito: “d”.
20. (2018/UFU)
Filmes de ficção científica, que se passam no espaço sideral, costumam mostrar hábitats
giratórios que fornecem uma gravidade artificial, de modo que as pessoas se sintam como se
estivessem na Terra. Imagine um desses hábitats em um local livre da influência significativa
de outros campos gravitacionais, com raio de 1 𝑘𝑚 e com pessoas habitando a borda interna
do cilindro.
Esse cenário, nessas condições, reproduz algo muito próximo à aceleração da gravidade de
10 𝑚/𝑠2 desde que a frequência com que o hábitat rotaciona seja, aproximadamente, de
a) 2 rpm. b) 1 rpm. c) 20 rpm. d) 60 rpm.
Comentários
Para que a aceleração artificial seja igual à da gravidade, devemos igualar a aceleração
centrípeta à gravidade:
𝑎𝑐 = ω2 ⋅ R = 10
ω = 2 ⋅ π ⋅ 𝑓
𝑓 = √
𝑎𝑐
4 ⋅ π2 ⋅ 𝑅
= √
10
4 ⋅ 9 ⋅ 103
=
1
60
𝐻𝑧 = 1 𝑟𝑝𝑚
Gabarito: “b”.
21. (2017/UFU)
Ainda que tenhamos a sensação de que estamos estáticos sobre a Terra, na verdade, se
tomarmos como referência um observador parado em relação às estrelas fixas e externo ao
nosso planeta, ele terá mais clareza de que estamos em movimento, por exemplo,
rotacionando junto com a Terra em tomo de seu eixo imaginário. Se consideramos duas
pessoas (A e B), uma deles localizada em Ottawa (A), Canadá, (latitude 45° Norte) e a outra em
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Caracas (B), Venezuela, (latitude 10° Norte), qual a relação entre a velocidade angular média
(ω) e velocidade escalar média (𝑣) dessas duas pessoas, quando analisadas sob a perspectiva
do referido observador?
a) ω𝐴 = ω𝐵 𝑒 𝑣𝑎 = 𝑣𝑏 b) ω𝐴 < ω𝐵 𝑒 𝑣𝑎 < 𝑣𝑏
c) ω𝐴 = ω𝐵 𝑒 𝑣𝑎 < 𝑣𝑏 d) ω𝐴 > ω𝐵 𝑒 𝑣𝑎 = 𝑣𝑏
Comentários
Para o cálculo da velocidade angular, precisamos saber do período (𝑇) ou da frequência de
rotação (𝑓). Como tanto em Caracas quanto em Ottawa o período é o mesmo de 24 horas, as
velocidades angulares serão as mesmas.
ωA = ωB
Já no cálculo da velocidade escalar média, necessitamosdo raio. Como o raio em Ottawa é
menor pois está mais afastado do eixo equatorial, temos que:
v = ω ⋅ R ∴ {
𝑣𝐴 = ω𝐴 ⋅ 𝑅𝐴
𝑣𝐵 = ω𝐵 ⋅ 𝑅𝐵
Portando como 𝑅𝐴 < 𝑅𝐵, temos que 𝑣𝐴 < 𝑣𝐵.
Gabarito: “c”.
22. (2011/UFU)
Uma pedra é lançada do solo com velocidade de 36 𝑘𝑚/ℎ fazendo um ângulo de 45° com a
horizontal. Considerando 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 e desprezando a resistência do ar, analise as
afirmações abaixo.
I. A pedra atinge a altura máxima de 2,5 𝑚.
II. A pedra retorna ao solo ao percorrer a distância de 10 𝑚 na horizontal.
III. No ponto mais alto da trajetória, a componente horizontal da velocidade é nula.
Usando as informações do enunciado, assinale a alternativa correta.
a) Apenas I é verdadeira.
b) Apenas I e II são verdadeiras.
c) Apenas II e III são verdadeiras.
d) Apenas II é verdadeira.
Comentários
I. Verdadeira. Do enunciado percebe-se que temos que decompor a velocidade no eixo
horizontal e vertical, para posteriormente aplicarmos Torricelli. Lembrando de converter as
unidades.
{
𝑣𝑥 = 𝑣 ⋅ 𝑐𝑜𝑠𝛼 = 10 ⋅ √2/2
𝑣𝑦 = 𝑣 ⋅ 𝑠𝑒𝑛𝛼 = 10 ⋅ √2/2
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v2 = v0
2 − 2 ⋅ g ⋅ h ∴ 0 = 50 − 2 ⋅ 10 ⋅ h ∴ h = 2,5 m
II. Verdadeira. Sabendo das velocidades nos eixos horizontais e verticais, e com a altura
máxima, podemos calcular o tempo percorrido e a distância.
v = v0 − g ⋅ t ∴ 0 = 10 ⋅ √2/2 − 10 ⋅ 𝑡
tsubida = √2/2
Como o tempo de descida é igual ao de subida, o tempo total será o dobro do tempo de
subida.
ΔSx = vx ⋅ t ∴ ΔSx = 10 ⋅ √2/2 ⋅ √2 = 10 𝑚
III. Falsa. Como não há resistência do ar, a componente horizontal não irá ser desacelerada.
Mantendo, assim, sua velocidade constante durante todo o percurso.
Gabarito: “b”.
23. (2007/UFU)
Três rodas de raios 𝑅𝑎, 𝑅𝑏 e 𝑅𝑐 possuem velocidades angulares 𝜔𝑎, 𝜔𝑏 e 𝜔𝑐, respectivamente,
e estão ligadas entre si por meio de uma correia, como ilustra a figura adiante.
Ao mesmo tempo que a roda de raio 𝑅𝑏 realiza duas voltas, a roda de raio 𝑅𝑐 realiza uma volta.
Não há deslizamento entre as rodas e a correia. Sendo 𝑅𝑐 = 3 𝑅𝑎, é correto afirmar que:
a) 𝑅𝑏 =
4
3
𝑅𝑎 𝑒 𝜔𝑎 =
4
3
𝜔𝑐
b) 𝑅𝑏 =
4
3
𝑅𝑎 𝑒 𝜔𝑎 = 3𝜔𝑐
c) 𝑅𝑏 =
3
2
𝑅𝑎 𝑒 𝜔𝑎 =
4
3
𝜔𝑐
d) 𝑅𝑏 =
3
2
𝑅𝑎 𝑒 𝜔𝑎 = 3𝜔𝑐
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Comentários
Pela relação entre o período da roda de Raio B e da Roda de Raio C, temos:
𝜔 =
2 ⋅ 𝜋
𝑇
∴
{
𝜔𝐵 = 2 ⋅
2 ⋅ 𝜋
T
𝜔𝐶 =
2 ⋅ 𝜋
T
∴ 𝜔𝐵 = 2𝜔𝐶
va = vb = vc ∴ {
𝑣𝐴 = ω𝐴 ⋅ 𝑅𝐴
𝑣𝐵 = ω𝐵 ⋅ 𝑅𝐵
𝑣𝐶 = ω𝐶 ⋅ 𝑅𝐶
ω𝐴 ⋅ 𝑅𝐴 = ω𝐶 ⋅ 𝑅𝐶 ∴ ω𝐴 ⋅ 𝑅𝐴 = ω𝐶 ⋅ 3𝑅𝐴 ∴ ω𝐴 = 3ω𝐶
ω𝐴 ⋅ 𝑅𝐴 = ω𝐵 ⋅ 𝑅𝐵 ∴ 3ω𝐶 ⋅ 𝑅𝐴 = 2ω𝐶 ⋅ 𝑅𝐵 ∴ 𝑅𝐵 =
3
2
𝑅𝐴
Gabarito: “d”.
24. (2006/UFU)
Para comparar o efeito da gravidade, um astronauta mede a altura que ele consegue pular
verticalmente, a partir do repouso, na Terra e na Lua.
Sabendo-se que a gravidade na Lua é aproximadamente 6 vezes menor do que na Terra, o
astronauta, ao medir a altura do seu pulo na Lua, e considerando um salto em que ele receba
o mesmo impulso do salto na Terra, obteve um valor
a) √6 vezes maior que na Terra.
b) 6 vezes menor que na Terra.
c) 36 vezes maior que na Terra.
d) 6 vezes maior que na Terra.
Comentários
Como as velocidades iniciais são iguais em ambos os lugares, e as finais são iguais a zero,
aplicando Torricelli, temos:
{
𝑣2 = 𝑣0
2 − 2 ⋅ 𝑔𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎 ⋅ ℎ𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎
𝑣2 = 𝑣0
2 − 2 ⋅ 𝑔𝑙𝑢𝑎 ⋅ ℎ𝑙𝑢𝑎
𝑔𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎 = 6 ⋅ 𝑔𝑙𝑢𝑎
{
𝑣0
2 = 2 ⋅ 𝑔𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎 ⋅ ℎ𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎
𝑣0
2 = 2 ⋅ 𝑔𝑙𝑢𝑎 ⋅ ℎ𝑙𝑢𝑎
2 ⋅ 𝑔𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎 ⋅ ℎ𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎 = 2 ⋅ 𝑔𝑙𝑢𝑎 ⋅ ℎ𝑙𝑢𝑎
2 ⋅ 6 ⋅ 𝑔𝑙𝑢𝑎 ⋅ ℎ𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎 = 2 ⋅ 𝑔𝑙𝑢𝑎 ⋅ ℎ𝑙𝑢𝑎
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ℎ𝑙𝑢𝑎 = 6 ⋅ ℎ𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎
Gabarito: “d”.
25. (2014/UFRGS)
Cada um dos gráficos abaixo representa a posição em função do tempo para um movimento
unidimensional (as partes curvas devem ser consideradas como segmentos de parábolas).
No conjunto de gráficos a seguir, está representada a velocidade em função do tempo para
seis situações distintas.
Considerando que as divisões nos eixos dos tempos são iguais em todos os gráficos, assinale a
alternativa que combina corretamente os gráficos que descrevem, por pares, o mesmo
movimento.
a) 1 (c) - 2(d) - 3(b). b) 1(e)-2(f) -3(a). c) 1(a) -2(d)-3(e).
d) 1 (c) — 2(f) -3(d). e) 1 (e) -2(d) -3(b).
Comentários
Gráfico 1. Observa-se, no gráfico, que até a primeira marcação a distância decai linearmente,
portanto haverá uma velocidade constante e negativa. Entre a primeira marcação e a segunda, a
distância continua a diminuir, porém com uma variação cada vez menor, portanto a velocidade
continuará negativa, mas irá aumentar aos poucos de forma linear. Entre a segunda marcação e a
quarta, não haverá variação na distância, portanto a velocidade será nula. Analisando o conjunto de
gráficos, ou único possível é o (c).
Gráfico 2. Observa-se, no gráfico, que até a primeira marcação que a variação de distância
aumenta em forma de parábola com concavidade para baixo, portanto, a velocidade será positiva e
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decrescente. Da primeira marcação em diante, a variação de distância será constante e crescente,
portanto, a velocidade será constante e crescente. Analisando o conjunto de gráficos, ou único
possível é o (d).
Gráfico 3. Observa-se, no gráfico, que até a primeira marcação que a variação de distância
aumenta linearmente, portanto, a velocidade será positiva e constante. Da primeira marcação em
diante, a variação de distância se comporta como uma parábola de concavidade para baixo
atingindo seu máximo na segunda marcação, portanto, a velocidade será decrescente e na segunda
marcação se tornará negativa. Analisando o conjunto de gráficos, ou único possível é o (b).
Gabarito: “a”.
26. (2013/UFRGS)
Em certo momento, o automóvel alcança um longo caminhão. A oportunidade de
ultrapassagem surge e o automóvel é acelerado uniformemente até que fique completamente
à frente do caminhão. Nesse instante, o motorista "alivia o pé" e o automóvel reduz a
velocidade uniformemente até voltar à velocidade inicial 𝑣. A figura abaixo apresenta cinco
gráficos de distância (𝑑) x tempo (𝑡). Em cada um deles, está assinalado o intervalo de tempo
(Δ𝑡) em que houve variação de velocidade.
Escolha qual dos gráficos melhor reproduz a situação descrita acima.
a) b) c)
d) e)
Comentários
a) Alternativa correta. Como o carro está com velocidade constante, a distância aumenta de
forma constante. No momento que encontra o caminhão e acelera, a variação da distância aumenta
de forma parabólica com concavidade para cima, mostrando que a velocidade está aumentando.
Após ultrapassar, ele desacelera, e a variação da distância aumenta de forma parabólica com
concavidade para baixo, mostrando que a velocidade está diminuindo de forma constante, até
atingir a velocidade anterior, e seguir caminho com a distância aumentando de forma constante.
b) Alternativa incorreta. É visto que a velocidade aumentou, mas constante, pois a variação
de distância pelo tempo está constante. Como não mostra a aceleração e desaceleração, essa opção
está descartada.
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c) Alternativa incorreta. É visto que a velocidade aumentou, mas constante, pois a variaçãode distância pelo tempo está constante. Como não mostra a aceleração e desaceleração, essa opção
está descartada.
d) Alternativa incorreta. É visto que a velocidade aumentou, mas constante, pois a variação
de distância pelo tempo está constante. Como não mostra a aceleração e desaceleração, essa opção
está descartada.
e) Alternativa incorreta. No momento que o movimento deveria ser acelerado, mostra uma
desaceleração pois a parábola está com concavidade para baixo, e no momento que o carro é
desacelerado, o gráfico mostra uma parábola com concavidade para cima, o que quer dizer que a
velocidade está variando com uma aceleração positiva. Portanto, alternativa incorreta.
Gabarito: “a”.
27. (2019/UFRGS/MODIFICADA)
A esfera de massa 𝑀 cai, de uma altura ℎ, verticalmente ao solo, partindo do repouso. A
resistência do ar é desprezível. A figura a seguir representa essa situação.
Sendo T o tempo de queda ego módulo da aceleração da gravidade, o módulo da velocidade
da esfera, quando atinge o solo, é
a) ℎ/𝑇. b) 𝑔ℎ/𝑇. c) 𝑔2/(2𝑇2) d) 𝑔𝑇. e) ℎ𝑇.
Comentários
Aplicando a equação horária da velocidade, temos:
v = v0 + g ⋅ t ∴ v = g ⋅ T
Gabarito: “d”.
28. (2018/UEL)
Suponha que a máquina de tear industrial, seja composta por 3 engrenagens (A, B e C),
conforme a figura a seguir.
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Suponha também que todos os dentes de cada engrenagem são iguais e que a engrenagem A
possui 200 dentes e gira no sentido anti-horário a 40 𝑟𝑝𝑚. Já as engrenagens B e C possuem
20 e 100 dentes, respectivamente. Com base nos conhecimentos sobre movimento circular,
assinale a alternativa correta quanto à velocidade e ao sentido.
a) A engrenagem C gira a 800 𝑟𝑝𝑚 e sentido anti-horário.
b) A engrenagem B gira 40 𝑟𝑝𝑚 e sentido horário.
c) A engrenagem B gira a 800 𝑟𝑝𝑚 e sentido anti-horário.
d) A engrenagem C gira a 80 𝑟𝑝𝑚 e sentido anti-horário.
e) A engrenagem C gira a 8 𝑟𝑝𝑚 e sentido horário.
Comentários
Sabendo que as velocidades lineares das 3 engrenagens são iguais temos que:
𝑣𝑎 = 𝑣𝑏 = 𝑣𝑐 e v = 2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑓 ⋅ 𝑅
𝑣𝐴 = 2 ⋅ π ⋅ 𝑓𝐴 ⋅ 𝑅𝐴 = 2 ⋅ π ⋅ 40 ⋅ 200 = 2 ⋅ π ⋅ 8000
𝑣𝑏 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑓𝑏 ⋅ 𝑅𝑏 ∴ 𝑓𝑏 =
2 ⋅ 𝜋 ⋅ 8000
2 ⋅ π ⋅ 20
= 400 𝑟𝑝𝑚
𝑣𝑐 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑓𝑐 ⋅ 𝑅𝑐 ∴ 𝑓𝑐 =
2 ⋅ 𝜋 ⋅ 8000
2 ⋅ 𝜋 ⋅ 100
= 80 𝑟𝑝𝑚
Pelo funcionamento do tear, vemos que a engrenagem B funciona no sentido contrário às
engrenagens A e C, que funcionam no mesmo sentido.
Gabarito: “d”.
29. (2014/UEL)
O desrespeito às leis de trânsito, principalmente àquelas relacionadas à velocidade permitida
nas vias públicas, levou os órgãos regulamentares a utilizarem meios eletrônicos de
fiscalização: os radares capazes de aferir a velocidade de um veículo e capturar sua imagem,
comprovando a infração ao Código de Trânsito Brasileiro.
Suponha que um motorista trafegue com seu carro à velocidade constante de 30 𝑚/𝑠 em uma
avenida cuja velocidade regulamentar seja de 60 𝑘𝑚/ℎ. A uma distância de 50 𝑚, o motorista
percebe a existência de um radar fotográfico e, bruscamente, inicia a frenagem com uma
desaceleração de 5 𝑚/𝑠2.
Sobre a ação do condutor, é correto afirmar que o veículo
a) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 50 𝑘𝑚/ℎ.
b) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 60 𝑘𝑚/ℎ.
c) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 64 𝑘𝑚/ℎ.
d) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 66 𝑘𝑚/ℎ.
e) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 72 𝑘𝑚/ℎ.
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Comentários
Observando a questão, vamos aplicar a Equação de Torricelli, lembrando de converter as
unidades:
v2 = v0
2 − 2 ⋅ a ⋅ ΔS
v2 = 302 − 2 ⋅ 5 ⋅ 50
v = 20m/s
𝑣 = 20 ⋅ 3,6 = 72 𝑘𝑚/ℎ
Portanto, o motorista passou acima do limite de velocidade estabelecido, tendo sua imagem
capturada.
Gabarito: “e”.
30. (2013/UEL)
O Brasil prepara-se para construir e lançar um satélite geoestacionário que vai levar banda
larga a todos os municípios do país. Além de comunicações estratégicas para as Forças
Armadas, o satélite possibilitará o acesso à banda larga mais barata a todos os municípios
brasileiros. O ministro da Ciência e Tecnologia está convidando a índia - que tem experiência
neste campo, já tendo lançado 70 satélites - a entrar na disputa internacional pelo projeto, que
trará ganhos para o consumidor nas áreas de Internet e telefonia 3G.
(Adaptado de: BERLINCK, D. Brasil vai construir satélite para levar banda larga para todo país. O Globo, Economia, mar. 2012. Disponível em:
<http://oglobo.globo.com/economia'brasil-vai-construir-satelite-para-levar-banda-larga-para-todo-pais-4439167>. Acesso em: 16 abr. 2012.)
A posição média de um satélite geoestacionário em relação à superfície terrestre se mantém
devido à
a) sua velocidade angular ser igual à velocidade angular da superfície terrestre.
b) sua velocidade tangencial ser igual à velocidade tangencial da superfície terrestre.
c) sua aceleração centrípeta ser proporcional ao cubo da velocidade tangencial do satélite.
d) força gravitacional terrestre ser igual à velocidade angular do satélite.
e) força gravitacional terrestre ser nula no espaço, local em que a atmosfera é rarefeita.
Comentários
a) Correta. Como o satélite é geoestacionário, ele se encontra em repouso em relação à Terra.
Portanto, a velocidade angular do satélite deve ser igual à da Terra.
b) Incorreta. Se as velocidades tangenciais fossem iguais, como os raios são diferentes, o
satélite se moveria em relação a superfície terrestre, não sendo geoestacionário.
c) Incorreta. A aceleração centrípeta é proporcional ao quadrado da velocidade tangencial, e
inversamente proporcional ao raio.
d) Incorreta. A força gravitacional é igual a força centrípeta.
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e) Incorreta. Se a força gravitacional fosse nula o satélite não orbitaria a terra, se afastando
da terra.
Gabarito: “a”.
31. (2011/UEL)
No circuito automobilístico de Spa Francorchamps, na Bélgica, um carro de Fórmula 1 sai da
curva Raidillion e, depois de uma longa reta, chega à curva Les Combes.
A telemetria da velocidade versus tempo do carro foi registrada e é apresentada no gráfico a
seguir.
Qual das alternativas a seguir contém o gráfico que melhor representa a aceleração do carro
de F-1 em função deste mesmo intervalo de tempo?
a) b)
c) d)
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e)
Comentários
Observando o gráfico velocidade x tempo, percebemos um movimento acelerado pois o
primeiro segmento de reta é ascendente, portanto, aceleração positiva. O segundo segmento de
reta, também é ascendente, porém com coeficiente linear maior que o primeiro segmento,
portanto, aceleração positiva e maior que o primeiro momento. No terceiro segmento, vemos uma
velocidade constante, portanto, aceleração será nula. O quarto segmento de reta tem coeficiente
linear negativo, portanto, a aceleração será negativa.
Juntando as quatro acelerações, somente a alternativa “d” está correta.
Gabarito: “d”.
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5 - 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 frisarque 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”.
6 - VERSÃO DE AULA
Versão Data Modificações
1.0 25/06/2020 Primeira versão do texto.