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Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 1 de 53 1. (Ime 2017) Uma partícula de carga positiva está presa a um veículo em movimento, cujas coordenadas de sua posição e em metros, estão descritas abaixo em função do tempo em segundos. A força elétrica provocada pela interação entre a partícula e uma partícula de mesma carga, fixada no ponto de coordenadas será ortogonal à trajetória do veículo quando o instante for igual a: a) b) c) d) e) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Recentemente, uma equipe internacional de cientistas detectou a explosăo de uma estrela conhecida como SN2016aps, que teria sido a explosăo de supernova mais brilhante já registrada. 2. (Unicamp 2021) A SN2016aps dista da Terra 4,0 bilhões de anos-luz, enquanto a supernova DES16C2nm, localizada a 10,5 bilhões de anos-luz de distância da Terra, é a mais distante já descoberta. Considere que uma explosão das duas supernovas ocorra simultaneamente. Quando o sinal luminoso da explosão da supernova mais próxima for detectado na Terra, a radiação luminosa da supernova DES16C2nm estará a uma distância da Terra aproximadamente igual a Dados: Velocidade da luz: a) b) c) d) 3. (Ita 2020) Um sistema de defesa aיrea testa separadamente dois mםsseis contra alvos m ףveis que se deslocam com velocidade constante ao longo de uma reta distante de do ponto de lanחamento dos mםsseis. Para atingir o alvo,o mםssil 1 executa uma trajetףria retilםnea, enquanto o mםssil 2, uma trajetףria com velocidade sempre orientada para o alvo. A figura ilustra o instante de disparo de cada mםssil, com o alvo passando pela origem do sistema de coordenadas Sendo os mףdulos das velocidades dos mםsseis iguais entre si, maiores que e mantidos constantes, considere as seguintes afirmaחץes: I. Os intervalos de tempo entre o disparo e a colisדo podem ser iguais para ambos os mםsseis. II. Para que o mםssil 1 acerte o alvo י necessבrio que o mףdulo da componente de sua velocidade seja igual a III. Desde o disparo atי a colisדo, o mםssil 2 executa uma trajetףria curva de concavidade positiva com rela חדo ao sistema Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmaחץes I, II e III sדo, respectivamente, a) V, V e V. b) F, F e F. c) V, F e V. d) F, V e F. e) F, V e V. 4. (Ime 2020) Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 2 de 53 Em um experimento, uma fonte laser emite um pulso luminoso instantâneo, que é refletido por um espelho plano girando em velocidade angular constante Um outro espelho fixo, côncavo e circular encontra-se acima da fonte laser, ambos localizados a uma distância de conforme mostra a figura. O centro de curvatura de localiza- se no ponto onde a luz do laser encontra e coincide com seu centro de rotação. Dado: - velocidade da luz: Observações: - a posição de e são tais que o feixe consegue chegar a pelo menos, duas vezes; e - despreze o comprimento da fonte laser. Para que o pulso luminoso seja refletido em pela 2ª vez, a um comprimento de arco do 1º ponto de reflexão, o valor de em é: a) b) c) d) e) 5. (Ita 2020) Por uma mangueira de diâmetro flui água a uma velocidade de conectando-se na sua extremidade a outras mangueiras iguais entre si, de diâmetro Assinale a relação para que os jatos de água na saída das mangueiras tenham alcance horizontal máximo de a) b) c) d) e) 6. (Esc. Naval 2020) Durante uma partida de vôlei, um atleta realiza um saque suspendendo uma bola (de massa a urna altura de do solo e a golpeando, de forma que a bola descreva uma trajetória obliqua. Após o saque, a bola toca o solo a do local de lançamento. Sabendo que a bola leva para alcançar o ponto mais alto de sua trajetória e o tempo de contato da mão do atleta com a bola é de qual foi o módulo da força média aplicada sobre a bola? (considere a aceleração da gravidade e despreze a força de resistência do ar). a) b) c) d) e) 7. (Fgv 2020) Durante uma competição, um atleta lançou um disco numa direção que formava um ângulo com a horizontal. Esse disco permaneceu no ar por segundos e atingiu o solo a do ponto de lançamento. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 3 de 53 Considerando e desprezando a resistência do ar, o módulo da velocidade com que o atleta arremessou o disco foi a) b) c) d) e) 8. (Esc. Naval 2020) Na figura abaixo é apresentada uma roda A, que transmite seu movimento para um conjunto de rodas B, C e D através de uma fita F, que permanece sempre esticada e não desliza. Se a roda A parte do repouso com aceleração constante e leva para atingir sua velocidade final efetuando rotações, qual deve ser a velocidade angular final da roda D? (Dados: o raio da roda A é o raio da roda B é o raio da roda C é e o raio da roda D é a) b) c) d) e) 9. (Ime 2020) A figura acima mostra a energia cinética de um atleta de durante uma corrida de em função da distância percorrida. O tempo gasto para o atleta completar a corrida foi de: a) b) c) d) e) 10. (Ime 2020) Obs: as dimensões do corpo preso ao pêndulo são desprezíveis em relação ao seu comprimento. Um foguete desloca-se com aceleração constante que forma um ângulo com a vertical, como mostra a figura, em uma região cujo campo gravitacional local é No interior do foguete há um pêndulo simples de comprimento Na condição de equilíbrio, o período do pêndulo para oscilações de pequenas amplitudes é: a) Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 4 de 53 b) c) d) e) 11. (Ime 2020) Uma partícula emite um feixe laser horizontal de encontro a uma lente convergente de distância focal Após ser desviado, o feixe atinge um anteparo localizado depois do foco da lente. Sabendo que a partícula, a lente e o anteparo estão em movimento em velocidade escalar nos respectivos sentidos indicados na figura, a aceleração do ponto de impacto do feixe, no referencial do anteparo, é: a) b) c) d) e) 12. (Ime 2020) Uma partícula com carga positiva viaja em velocidade constante até aproximar-se de uma esfera oca com carga negativa uniformemente distribuída em sua casca. Ao encontrar a esfera, a partícula entra em seu interior por um pequeno furo, passa pelo centro e deixa a esfera por um segundo furo, prosseguindo o movimento. Bem distante da esfera, a partícula se aproxima de uma placa metálica plana de grande dimensão, com carga negativa uniformemente distribuída pela placa, conforme esquema da figura. Observações: - a carga da partícula não redistribui a carga da casca esférica e nem da placa plana; e - a distribuição das cargas da casca esférica e da placa plana não interferem entre si. O gráfico que melhor exprime a velocidade da partícula em função de sua posição é: a) b) c) d) e) 13. (Ime 2020) Uma fonte sonora de frequência é arremessada verticalmente para cima, com velocidade inicial de um ponto da superfície terrestre no qual a aceleração da gravidade é Dados: - aceleração da gravidade: e Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 5 de 53 - velocidade inicial da fonte sonora: Nota: despreze a resistência do ar e a variação da aceleração da gravidade com a altitude. A frequência percebida segundos mais tarde por um observador estático situado no local do arremesso é tal que a) b) c) d)e) 14. (Mackenzie 2019) Além dos dois gols na vitória da França sobre a Argentina por 4 a 3, o camisa 10 francês protagonizou uma arrancada incrível ainda no primeiro tempo da partida disputada na Arena Kazan, válida pelas oitavas de final da “Copa do Mundo da Rússia 2018”. Mbappé percorreu do gramado com uma velocidade média de O lance culminou em um pênalti a favor da seleção europeia, convertido por Griezmann. Uma comparação com Usain Bolt foi feita em relação ao atual recorde mundial na prova dos rasos, em 2009. Usain Bolt atingiu a marca de de tempo de prova. O tempo de prova dos metros rasos, caso um atleta mantivesse uma velocidade média igual a de Mbappé, nesse famoso episódio da copa, seria a) igual ao recorde mundial. b) de aproximadamente a mais que o recorde mundial. c) de aproximadamente a mais que o recorde mundial. d) de aproximadamente a menos que o recorde mundial. e) de aproximadamente a menos que o recorde mundial. 15. (Ufms 2019) No dia 4 de novembro de 2018, foi realizada a 8ª volta UFMS. O percurso tem largada e chegada em frente ao prédio da Reitoria da universidade, com circuitos de uma ou duas voltas, sendo cada volta de Um atleta que correrá as duas voltas terminará a primeira volta com um pace médio de Como ele pretende completar a prova com um pace médio de a segunda volta deve ser completada com uma velocidade média de: a) b) c) d) e) 16. (Insper 2019) Sobre uma pista retilínea, lisa e horizontal, dois móveis, e de massas e são lançados em sentidos opostos, indo colidir frontalmente. O gráfico horário (1) mostra as posições que e ocupam sobre a pista até colidirem no instante O gráfico (2) mostra as posições ocupadas pelo móvel A após a colisão e cinco possíveis percursos para o móvel Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 6 de 53 O percurso correto é o a) b) c) d) e) 17. (Mackenzie 2019) Um bitrem, também chamado de treminhão, é comum nas zonas rurais do Brasil. Eles são enormes caminhões com três carretas e seu comprimento beira os vinte metros. Um deles, irregular, com de comprimento, trafega carregado por uma rodovia e passa por um posto rodoviário com velocidade constante de O policial, que está sobre uma motocicleta assimilável a um ponto material, decide abordar o treminhão quando o ponto extremo traseiro deste está a uma distância de Acelera então constantemente com módulo Alcança o ponto extremo traseiro e prossegue com a mesma aceleração constante até o ponto extremo dianteiro para dar sinal ao motorista. Pode- se afirmar corretamente que o módulo aproximado da velocidade da motocicleta, em no momento em que o policial dá sinal ao motorista vale: a) b) c) d) e) 18. (Mackenzie 2019) No instante apresentado na figura dada, a partícula que realiza um deslocamento com taxa de variação da velocidade constante, tem o seu movimento classificado como retrógrado retardado. Sabe-se que, no momento representado, o módulo da aceleração vetorial da partícula vale e o da velocidade vetorial, Sendo seis metros o raio da trajetória circular da figura e adotando-se pode-se afirmar corretamente que, no segundo seguinte ao da representação da figura, os valores da velocidade e da aceleração tangencial são, respectivamente, em unidades do SI (Sistema Internacional de Unidades) a) b) c) d) e) 19. (Ita 2019) Considere duas partículas de massa cada qual presa numa das pontas de uma corda, de comprimento e massa Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 7 de 53 desprezível, que atravessa um orifício de uma mesa horizontal lisa. Conforme mostra a figura, a partícula sobre a mesa descreve um movimento circular uniforme de raio e velocidade angular A partícula suspensa também descreve esse mesmo tipo de movimento, mas com velocidade angular estando presa a uma mola de constante elástica e comprimento natural desprezível, mantida na horizontal. Sendo o módulo da aceleração da gravidade e o ângulo do trecho suspenso da corda com a vertical, a razão é dada por a) b) c) d) e) 20. (Ime 2019) Duas pessoas executam um experimento para medir o raio da Terra a partir da observação do pôr do Sol. No momento em que uma pessoa, deitada, observa o pôr do Sol a partir do nível do mar, uma outra pessoa, de pé, inicia a contagem do tempo até que ela observe o pôr do Sol a partir da altura dos seus olhos. Sabendo-se que o intervalo de tempo entre as duas observações é o raio da Terra obtido por meio desse experimento é Observações: - considere a terra uma esfera perfeita; - considere o eixo de rotação do planeta perpendicular ao plano de translação; - o experimento foi executado na linha do Equador; e - desconsidere o movimento de translação da Terra. Dados: - período de rotação da Terra: e - distância vertical entre os olhos do segundo observador e o nível do mar: a) b) c) d) e) 21. (Ime 2019) A figura mostra uma haste de massa desprezível com um apoio articulado em uma extremidade. A outra extremidade possui um recipiente apoiado em uma mola e amarrado ao solo por um fio. A haste é mantida na posiçăo horizontal e a mola comprimida. Uma bola é colocada nesse recipiente e, após o corte do fio, o sistema é liberado com distensăo instantânea da mola. A constante elástica da mola, em para que, quando a prancha estiver perpendicular ao solo, a bola seja lançada e acerte o cesto é: Dados: - comprimento da prancha: - distância do apoio ao cesto: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 8 de 53 - massa da bola: - deformaçăo inicial da mola: e - aceleraçăo da gravidade: Observaçăo: - despreze as dimensőes da bola. a) b) c) d) e) 22. (Ufms 2019) Em outubro de 2018, na Indonésia, ocorreu um terrível acidente aéreo com um Boeing 737 Max 8 da empresa Lion Air, matando mais de 180 pessoas. O avião decolou do aeroporto com um ângulo de na direção Leste-Oeste, por uma distância de e em seguida se deslocou para o norte, por uma distância de antes de perder o contato com a torre de comando. (Dados: e Nessa situação, a alternativa que dá, respectivamente, os módulos dos vetores deslocamento resultante nas direções vertical e horizontal é: a) e b) e c) e d) e e) e 23. (Ime 2019) Uma partícula desloca-se solidária a um trilho circular com de raio. Sabe-se que o ângulo indicado na figura, segue a equação onde é o tempo em segundos e é o ângulo em radianos. O módulo do vetor aceleração da partícula, em é: a) b) c) d) e) 24. (Ufms 2019) Um atleta associado à Federação Sul-Mato-Grossense de Ciclismo, em sua preparação para o Desafio horas de MTB, faz seus treinos em um circuito circular. Seu treinador plota um gráfico da força centrípeta em função da distância percorrida e outro da força tangencial em função da distância percorrida Considere Após a análise dos gráficos e considerando o sistema conservativo, a distância percorrida no circuito em voltas é de: a) b) c) d) e) 25. (Esc. Naval 2019) Analise a figura abaixo. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 9 de 53 A figura acima mostra um sistema cartesiano onde três partículas, em repouso, ocupam as seguintes posições: - no ponto a partícula de massa - no ponto a partícula de massa - no ponto a partícula de massa A partir do instante três forças constantes, medidasem newtons, são aplicadas às partículas, conforme relato abaixo: aplicada partícula aplicada à partícula aplicada à partícula Sendo assim, o vetor posição, em metros, do centro de massa desse sistema de três partículas, no instante segundos, é igual a: a) b) c) d) e) 26. (Ufms 2019) Uma partícula de massa move-se a partir do repouso, entre duas placas metálicas carregadas que geram um campo elétrico uniforme de módulo igual a Considerando que para percorrer essa distância a partícula gasta um tempo de a opção que dá corretamente o valor da carga elétrica é: a) b) c) d) e) 27. (Unicamp 2018) Situado na costa peruana, Chankillo, o mais antigo observatório das Américas, é composto por treze torres que se alinham de norte a sul ao longo de uma colina. Em 21 de dezembro, quando ocorre o solstício de verão no Hemisfério Sul, o Sol nasce à direita da primeira torre (sul), na extrema direita, a partir de um ponto de observação definido. À medida que os dias passam, a posição em que o Sol nasce se desloca entre as torres rumo à esquerda (norte). Pode-se calcular o dia do ano, observando-se qual torre coincide com a posição do Sol ao amanhecer. Em 21 de junho, solstício de inverno no Hemisfério Sul, o Sol nasce à esquerda da última torre na extrema esquerda e, à medida que os dias passam, vai se movendo rumo à direita, para reiniciar o ciclo no dezembro seguinte. Sabendo que as torres de Chankillo se posicionam ao longo de metros no eixo norte-sul, a velocidade escalar média com a qual a posição do nascer do Sol se desloca através das torres é de aproximadamente a) b) c) d) 28. (Ita 2018) Os pontos no gráfico indicam a velocidade instantânea, quilômetro a quilômetro, de um carro em movimento retilíneo. Por sua vez, o computador de bordo do carro calcula a velocidade média dos últimos por ele percorridos. Então, Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 10 de 53 a curva que melhor representa a velocidade média indicada no computador de bordo entre os quilômetros e é a) a tracejada que termina acima de b) a cheia que termina acima de c) a tracejada que termina abaixo de d) a pontilhada. e) a cheia que termina abaixo de 29. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2018) Um bloco é lançado com velocidade inicial em movimento ascendente, num longo plano inclinado que forma um ângulo com a direção horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies do bloco e do plano vale e o módulo da aceleração da gravidade local vale A expressão algébrica que possibilita determinar a máxima distância percorrida pelo bloco durante a subida e o respectivo tempo gasto nesse deslocamento é: a) e b) e c) e d) e 30. (Insper 2018) A indústria automobilística estabelecida no Brasil produz uma imensa variedade de automóveis, tanto de pequeno, como de médio ou de grande porte. São diversos tipos de motorização, de acabamento, de opcionais visando ao conforto e à segurança, tudo para atrair o consumidor. Imagine dois automóveis e deslocando-se pela mesma rodovia. As rodas de têm diâmetro de polegadas, enquanto as de têm diâmetro de polegadas; os pneus de têm perfil de polegadas (total de polegadas) enquanto os pneus de R têm perfil de polegadas (total de polegadas). O automóvel desloca-se a uma velocidade maior que a de F. É correto afirmar que a frequência de giro das rodas de é a) maior que a de b) menor que a de c) praticamente a mesma de d) maior que a de e) menor que a de 31. (Ufu 2018) 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 e com pessoas habitando a borda interna do cilindro. Esse cenário, nessas condições, reproduz algo muito próximo à aceleração da gravidade de desde que a frequência com que o hábitat rotaciona seja, aproximadamente, de a) b) c) d) Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 11 de 53 32. (Ita 2018) Num plano horizontal liso, presas cada qual a uma corda de massa desprezível, as massas e giram em órbitas circulares de mesma frequência angular uniforme, respectivamente com raios e Em certo instante essas massas colidem-se frontal e elasticamente e cada qual volta a perfazer um movimento circular uniforme. Sendo iguais os módulos das velocidades de e após o choque, assinale a relação a) b) c) d) e) 33. (Ime 2018) Conforme a figura acima, um corpo, cuja velocidade é nula no ponto da superfície circular de raio é atingido por um projétil, que se move verticalmente para cima, e fica alojado no corpo. Ambos passam a deslizar sem atrito na superfície circular, perdendo o contato com a superfície no ponto A seguir, passam a descrever uma trajetória no ar até atingirem o ponto indicado na figura. Diante do exposto, a velocidade do projétil é: Dados: - massa do projétil: - massa do corpo: e - aceleração da gravidade: a) b) c) d) e) 34. (Uefs 2018) Da borda de uma mesa, uma esfera é lançada horizontalmente de uma altura com velocidade inicial Após cair livre de resistência do ar, a esfera toca o solo horizontal em um ponto que está a uma distância da vertical que passa pelo ponto de partida, como representado na figura. Considerando que a aceleração da gravidade local tem módulo o valor de é a) b) c) d) e) 35. (Ime 2018) Duas partículas e carregadas eletricamente com mesmos valores de cargas positivas, partem da origem em velocidade nula no instante e têm suas componentes de aceleração em relação aos eixos e regidas pelas seguintes equações temporais: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 12 de 53 Partícula A: Partícula B: O instante onde em que a força de repulsão entre as cargas é mínima é a) b) c) d) e) 36. (Ita 2018) Numa quadra de volei de de comprimento, com rede de de altura, uma atleta solitária faz um saque com a bola bem em cima da linha de fundo, a de altura, num ângulo de com a horizontal, conforme a figura, com trajetória num plano perpendicular à rede. Desprezando o atrito, pode-se dizer que, com de velocidade inicial, a bola a) bate na rede. b) passa tangenciando a rede. c) passa a rede e cai antes da linha de fundo. d) passa a rede e cai na linha de fundo. e) passa a rede e cai fora da quadra. 37. (Ita 2018) A partir de um mesmo ponto a uma certa altura do solo, uma partícula é lançada sequencialmente em três condições diferentes, mas sempre com a mesma velocidade inicial horizontal O primeiro lançamento é feito no vácuo e o segundo, na atmosfera com ar em repouso. O terceiro é feito na atmosfera com ar em movimento cuja velocidade em relação ao solo é igual em módulo, direção e sentido à velocidade Para os três lançamentos, designando- se respectivamente de e os tempos de queda da partícula e de e os módulos de suas respectivas velocidades ao atingir o solo, assinale a alternativa correta. a) b) c) d) e) 38. (Esc. Naval 2018) Analise a figura abaixo. A figura mostra um pêndulo cônico no qual um pequeno objeto de massa preso à extremidade inferior de um fio, move-se em uma circunferência horizontal de raio com o módulo da velocidade constante. O fio tem comprimento emassa desprezível. Sendo a aceleração da gravidade e sabendo que a relação entre a tração e o peso do objeto é qual o período do movimento? a) b) c) d) e) Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 13 de 53 39. (Ime 2018) Considere uma corda pendurada no teto de uma sala. O intervalo de tempo para um pulso ondulatório percorrer toda a corda é dado por: Dados: - comprimento da corda: - densidade linear da corda: e - aceleração da gravidade: a) b) c) d) e) 40. (Ime 2018) Como mostra a Figura 1, uma partícula de carga positiva se move em um trilho sem atrito e sofre a interação de forças elétricas provocadas por outras partículas carregadas fixadas nos pontos e Sabendo que as cargas das partículas situadas em e são iguais e que uma parte do gráfico da velocidade da partícula sobre o trilho, em função do tempo, está esboçada na Figura 2, o gráfico completo que expressa a velocidade da partícula está esboçado na alternativa: Observações: - - em a partícula que se move no trilho está à esquerda da partícula situada no ponto - considera-se positiva a velocidade da partícula quando ela se move no trilho da esquerda para a direita. a) b) c) d) e) 41. (Uerj simulado 2018) Um objeto de massa igual a desloca-se sobre uma superfície horizontal com atrito constante. Em determinado ponto da superfície, sua energia cinética corresponde a 80 J; dez metros após esse ponto, o deslocamento é interrompido. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 14 de 53 O coeficiente de atrito entre o objeto e a superfície equivale a: a) b) c) d) 42. (Unioeste 2018) Considere um espelho esférico, côncavo e Gaussiano com raio de curvatura Um objeto se desloca ao longo do eixo principal que passa pelo vértice do espelho, se afastando do mesmo com velocidade constante de No instante o objeto se encontra a de distância do vértice do espelho. Assinale a alternativa que indica CORRETAMENTE o instante no qual a imagem do objeto se aproximou do vértice do espelho. a) b) c) d) e) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Analise as figuras a seguir e responda à(s) questão(ões). 43. (Uel 2018) Suponha que a máquina de tear industrial (na figura acima), seja composta por engrenagens e conforme a figura a seguir. Suponha também que todos os dentes de cada engrenagem são iguais e que a engrenagem possui dentes e gira no sentido anti-horário a Já as engrenagens e possuem e dentes, respectivamente. Com base nos conhecimentos sobre movimento circular, assinale a alternativa correta quanto à velocidade e ao sentido. a) A engrenagem gira a e sentido anti-horário. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 15 de 53 b) A engrenagem gira e sentido horαrio. c) A engrenagem gira a e sentido anti-horário. d) A engrenagem gira a e sentido anti-horário. e) A engrenagem gira a e sentido horário. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A figura abaixo representa duas esferas, 1 e 2, de massas iguais a presas nas extremidades de uma barra rígida de comprimento e de massa desprezível. O sistema formado é posto a girar com velocidade angular constante em torno de um eixo, perpendicular à página, que passa pelo ponto 44. (Ufrgs 2018) Sendo a velocidade tangencial da esfera e a força centrípeta nela resultante, as razões e entre os módulos dos respectivos vetores são, nessa ordem, a) e b) e c) e d) e e) e 45. (Fatec 2017) Suponha que a velocidade mйdia do Kasato Maru durante a sua viagem de dias do Japгo ao Brasil em 1908 tenha sido de Podemos afirmar que, especificamente nessa viagem histуrica para imigraзгo japonesa, o navio percorreu, em milhas nбuticas, aproximadamente, a distвncia de Dado: a) b) c) d) e) 46. (Upf 2017) Considere a situação em que um jogador de futebol esteja treinando e, para isso, chute uma bola contra uma parede vertical. Suponha-se que a bola realize um movimento em linha reta de ida e volta (jogador-parede-jogador), com velocidade constante na ida, e que, na volta, a velocidade também seja constante, mas menor do que a da ida. Nessas condições e considerando que o tempo de contato com a parede seja muito pequeno e possa ser desprezado, o gráfico que melhor representa o deslocamento da bola em relação ao tempo de movimento é: a) b) c) d) Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 16 de 53 e) 47. (Esc. Naval 2017) Um motorista faz uma viagem da cidade até a acidade O primeiro um terço do percurso da viagem ele executa com uma velocidade média de Em um segundo trecho, equivalente à metade do percurso, ele executa com uma velocidade média de e o restante do percurso faz com velocidade média de Se a velocidade média do percurso todo foi de é correto afirmar que, se a distância entre as cidades e é de a) ele ficou parado, pelo menos, durante a viagem. b) ele ficou parado, exatamente, durante a viagem. c) ele ficou parado, exatamente, durante a viagem. d) ele ficou parado, pelo menos, durante a viagem. e) ele ficou parado, exatamente, durante a viagem. 48. (Ufu 2017) Ao se projetar uma rodovia e seu sistema de sinalização, é preciso considerar variáveis que podem interferir na distância mínima necessária para um veículo parar, por exemplo. Considere uma situação em que um carro trafega a uma velocidade constante por uma via plana e horizontal, com determinado coeficiente de atrito estático e dinâmico e que, a partir de um determinado ponto, aciona os freios, desacelerando uniformemente até parar, sem que, para isso, tenha havido deslizamento dos pneus do veículo. Desconsidere as perdas pela resistência do ar e pelo atrito entre os componentes mecânicos do veículo. A respeito da distância mínima de frenagem, nas situações descritas, são feitas as seguintes afirmações: I. Ela aumenta proporcionalmente à massa do carro. II. Ela é inversamente proporcional ao coeficiente de atrito estático. III. Ela não se relaciona com a aceleração da gravidade local. IV. Ela é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade inicial do carro. Assinale a alternativa que apresenta apenas afirmativas corretas. a) I e II b) II e IV c) III e IV d) I e III 49. (Ita 2017) Na figura, o vagão move-se a partir do repouso sob a ação de uma aceleração constante. Em decorrência, desliza para trás o pequeno bloco apoiado em seu piso de coeficiente de atrito No instante em que o bloco percorrer a distância a velocidade do bloco, em relação a um referencial externo, será igual a a) b) c) d) e) 50. (Ime 2017) Um projétil é lançado obliquamente de um canhão, atingindo um alcance igual a no plano horizontal que contém a boca do canhão. Nesse canhão, o projétil parte do repouso executando um movimento uniformemente variado dentro do tubo até sair pela boca do canhão. Ademais, a medida que o projétil se desloca no interior do tubo, ele executa um movimento uniformemente variado de rotação, coaxial ao tubo. Tendo sido o projétil rotacionado de Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 17 de 53 durante seu deslocamento dentro do canhão, sua aceleração angular, em ao deixar o canhão é: Dados: - ângulo do tubo do canhão em relação à horizontal: - comprimento do tubo: - aceleração da gravidade: Consideração: - despreze a resistência do ar. a) b) c) d) e) 51. (Ita 2017)Com os motores desligados, uma nave executa uma trajetória circular com período de próxima à superfície do planeta em que orbita. Assinale a massa específica média desse planeta. a) b) c) d) e) 52. (Uece 2017) Considere o movimento de rotação de dois objetos presos à superfície da Terra, sendo um deles no equador e o outro em uma latitude norte, acima do equador. Considerando somente a rotação da Terra, para que a velocidade tangencial do objeto que está a norte seja a metade da velocidade do que está no equador, sua latitude deve ser a) b) c) d) 53. (Udesc 2017) Um projétil é lançado, com velocidade horizontal do topo de uma mesa que possui altura Desconsiderando a resistência do ar, assinale a alternativa que corresponde ao deslocamento horizontal e ao módulo da aceleração deste projétil, respectivamente, quando ele está na metade da altura da mesa. a) b) c) d) e) 54. (Esc. Naval 2017) Dois navios da Marinha de Guerra, as Fragatas Independência e Rademaker, encontram-se próximos a um farol. A Fragata Independência segue em direção ao norte com velocidade e a Fragata Rademaker, em direção ao nordeste com velocidade de Considere que ambas as velocidades foram medidas em relação ao farol. Se na região há uma corrente marítima de no sentido norte-sul, qual o módulo da velocidade relativa da Fragata Independência, em nós, em relação à Fragata Rademaker? a) b) c) d) e) 55. (Unesp 2017) Um garoto arremessa uma bola com velocidade inicial inclinada de um ângulo com a horizontal. A bola abandona a mão do garoto com energia cinética e percorre uma trajetória parabólica contida em um plano vertical, representada parcialmente na figura. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 18 de 53 Desprezando-se a resistência do ar, a energia cinética da bola no ponto mais alto de sua trajetória é a) b) c) d) e) 56. (Ucpel 2017) No primeiro dia dos jogos olímpicos de 2016, o paulista Felipe Wu, de anos, conquistou medalha de prata na prova de tiro esportivo com carabina de ar comprimido para a distância de metros, conquistando a primeira medalha do Brasil na competição. Uma carabina de ar comprimido lança o projetil com velocidade inicial de aproximadamente Considere e despreze a resistência do ar. Assinale a alternativa correta abaixo. a) O alcance do projetil ι mαximo para um βngulo de tiro de com a horizontal, sendo praticamente igual a A altura mαxima possνvel para o projetil ι obtida com um βngulo de tiro de com a horizontal e vale aproximadamente b) O alcance do projetil é máximo para um ângulo de tiro de com a horizontal, sendo praticamente igual a 2.536 m. A altura máxima possível para o projetil é obtida com um ângulo de tiro de 100° com a horizontal e vale aproximadamente c) O alcance do projetil é máximo para um ângulo de tiro de com a horizontal, sendo praticamente igual a A altura máxima possível para o projetil é obtida com um ângulo de tiro de com a horizontal e vale aproximadamente 1.170 m. d) O alcance do projetil é máximo para um ângulo de tiro de com a horizontal, sendo praticamente igual a A altura máxima possível para o projetil é obtida com um ângulo de tiro de com a horizontal e vale aproximadamente e) O alcance do projetil é máximo para um ângulo de tiro de com a horizontal, sendo praticamente igual a A altura máxima possível para o projetil é obtida com um ângulo de tiro de com a horizontal e vale aproximadamente 57. (Unicamp 2017) O semįforo é um dos recursos utilizados para organizar o trįfego de veķculos e de pedestres nas grandes cidades. Considere que um carro trafega em um trecho de uma via retilķnea, em que temos semįforos. O grįfico abaixo mostra a velocidade do carro, em funēćo do tempo, ao passar por esse trecho em que o carro teve que parar nos trźs semįforos. A distāncia entre o primeiro e o terceiro semįforo é de a) b) c) d) 58. (Esc. Naval 2017) Analise a figura a seguir. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 19 de 53 A figura acima mostra um sistema formado por duas partículas iguais, e de massas cada uma, ligadas por uma haste rígida de massa desprezível. O sistema encontra-se inicialmente em repouso, apoiado em uma superfície horizontal (plano sem atrito. Em uma força passa a atuar na partícula e, simultaneamente, uma força passa a atuar na partícula Qual o vetor deslocamento, em metros, do centro de massa do sistema de a a) b) c) d) e) 59. (Ime 2017) Uma mancha de óleo em forma circular, de raio inicial flutua em um lago profundo com água cujo índice de refração é Considere que a luz que atinge a mancha e a superfície da água seja difusa e que o raio da mancha cresça com a aceleração constante Partindo do repouso em o volume de água abaixo da mancha que não recebe luz, após um intervalo de tempo é: a) b) c) d) e) 60. (Fgv 2017) Uma partícula eletrizada de massa gira no interior de um campo magnético uniforme descrevendo um movimento circular uniforme de raio e frequência Então um sistema de partículas iguais a essa, girando nas mesmas condições, estará dotado de uma energia cinética dada por a) b) c) d) e) 61. (Ime 2017) Uma partícula de carga positiva penetra numa região de comprimento sujeita a um campo magnético de baixa intensidade e ortogonal ao plano da figura acima. Em seguida, penetra numa região de comprimento onde não existe campo magnético. Ao longo das regiões de Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 20 de 53 comprimento e a partícula percorre a trajetória indicada pela linha tracejada da figura acima. Dadas as informações a seguir, a distância indicada na figura entre a origem e o ponto de passagem da partícula pelo eixo é aproximadamente: Dados: - velocidade inicial da partícula: ortogonal ao eixo e de módulo - módulo do campo magnético da região: - distância entre o fim da região do campo magnético e o eixo - massa da partícula: - - deslocamento vertical da partícula dentro da região magnetizada a) b) c) d) e) 62. (Uefs 2016) Pela experiência cotidiana, sabe-se que o movimento representa uma mudança contínua na posição de um corpo em relação a um dado referencial. A posição de uma partícula movendo-se ao longo do eixo varia no tempo, de acordo com a expressão em que está em metros e em segundos. Com base nessas informações, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas. ( ) O movimento da partícula é retilíneo e uniformemente acelerado. ( ) A partícula apresenta um movimento progressivo em toda sua trajetória. ( ) A velocidade média da partícula entre os instantes e é igual a ( ) Em e em, aproximadamente, a partícula passa pela origem da sua trajetória. A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a a) F – V – V – F b) F – V – F – V c) F – F – V – V d) V – V – F – F e) V – F – F – V 63. (Ufrgs 2016) Pedro e Paulo diariamente usam bicicletas para ir ao colégio. O gráfico abaixo mostra como ambos percorreram as distâncias até o colégio, em função do tempo, em certo dia. Com base no gráfico, considere as seguintes afirmações. I. A velocidade média desenvolvida por Pedro foi maior do que a desenvolvida por Paulo. II. A máxima velocidade foi desenvolvida por Paulo. III. Ambos estiveram parados pelo mesmo intervalo de tempo, durante seus percursos. Quaisestão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 64. (Udesc 2016) Um automóvel de passeio, em uma reta longa de uma rodovia, viaja em velocidade constante de e à sua frente, à distância de está um caminhão que viaja em velocidade constante de O automóvel tem de Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 21 de 53 comprimento e o caminhão A distância percorrida pelo carro até ultrapassar completamente o caminhão é, aproximadamente, igual a: a) b) c) d) e) 65. (Ita 2016) No sistema de sinalização de trânsito urbano chamado de “onda verde”, há semáforos com dispositivos eletrônicos que indicam a velocidade a ser mantida pelo motorista para alcançar o próximo sinal ainda aberto. Considere que de início o painel indique uma velocidade de Alguns segundos depois ela passa para e, finalmente, para Sabendo que a indicação de no painel demora antes de mudar para então a distância entre os semáforos é de a) b) c) d) e) 66. (Fatec 2016) Nos primeiros Jogos Olímpicos, as provas de natação eram realizadas em águas abertas, passando a ser disputadas em piscinas olímpicas em 1908. Atualmente, os sensores instalados nas piscinas cronometram, com precisão, o tempo dos atletas em até centésimos de segundo. Uma das disputas mais acirradas é a prova masculina de em estilo livre. Observe o tempo dos três medalhistas dessa prova nos Jogos de Londres em 2012. Florent Manaudou (FRA) Cullen Jones (EUA) César Cielo Filho (BRA) Considerando a velocidade média dos atletas, quando o vencedor completou a prova, a distância entre César Cielo e o ponto de chegada era de, aproximadamente, a) b) c) d) e) 67. (Uerj 2016) O número de bactérias em uma cultura cresce de modo análogo ao deslocamento de uma partícula em movimento uniformemente acelerado com velocidade inicial nula. Assim, pode-se afirmar que a taxa de crescimento de bactérias comporta-se da mesma maneira que a velocidade de uma partícula. Admita um experimento no qual foi medido o crescimento do número de bactérias em um meio adequado de cultura, durante um determinado período de tempo. Ao fim das primeiras quatro horas do experimento, o número de bactérias era igual a Após a primeira hora, a taxa de crescimento dessa amostra, em número de bactérias por hora, foi igual a: a) b) c) d) 68. (Ita 2016) A partir do repouso, um foguete de brinquedo é lançado verticalmente do chão, mantendo uma aceleração constante de durante os primeiros segundos. Desprezando a resistência do ar, a altura máxima atingida pelo foguete e o tempo total de sua permanência no ar são, respectivamente, de a) b) c) d) e) 69. (Unisc 2016) Um corpo foi lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial e após certo tempo ele Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 22 de 53 alcança a altura máxima Desprezando o atrito do ar, e considerando podemos afirmar que quando a sua velocidade foi reduzida de um quinto o corpo alcança uma altura, calculada em percentagem da altura de a) b) c) d) e) 70. (Ime 2016) Uma corda de comprimento e densidade linear constante gira em um plano em torno da extremidade fixa no ponto a uma velocidade angular constante igual a Um pulso ondulatório é gerado a partir de uma das extremidades. A velocidade do pulso, no referencial da corda, a uma distância da extremidade fixa é dada por a) b) c) d) e) 71. (Unesp 2016) Um pequeno motor a pilha é utilizado para movimentar um carrinho de brinquedo. Um sistema de engrenagens transforma a velocidade de rotação desse motor na velocidade de rotação adequada às rodas do carrinho. Esse sistema é formado por quatro engrenagens, e sendo que está presa ao eixo do motor, e estão presas a um segundo eixo e a um terceiro eixo, no qual também estão presas duas das quatro rodas do carrinho. Nessas condições, quando o motor girar com frequência as duas rodas do carrinho girarão com frequência Sabendo que as engrenagens e possuem dentes, que as engrenagens e possuem dentes, que não há escorregamento entre elas e que é correto afirmar que em é igual a a) b) c) d) e) 72. (Ufrgs 2016) A figura abaixo representa um móvel que descreve um movimento circular uniforme de raio no sentido horário, com velocidade de módulo Assinale a alternativa que melhor representa, respectivamente, os vetores velocidade e aceleração do móvel quando passa pelo ponto assinalado na figura. a) b) Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 23 de 53 c) d) e) 73. (Ime 2016) Dois observadores em movimento acompanham o deslocamento de uma partícula no plano. O observador 1, considerando estar no centro de seu sistema de coordenadas, verifica que a partícula descreve um movimento dado pelas equações e sendo a variável tempo. O observador 2, considerando estar no centro de seu sistema de coordenadas, equaciona o movimento da partícula como e O observador 1 descreveria o movimento do observador 2 por meio da equação: Observações: - os eixos e são paralelos e possuem o mesmo sentido; e - os eixos e são paralelos e possuem o mesmo sentido. a) b) c) d) e) 74. (Ufrgs 2016) Na figura abaixo, está representada a trajetória de um projétil lançado no campo gravitacional terrestre, com inclinação em relação ao solo. A velocidade de lançamento é onde e são, respectivamente, as componentes horizontal e vertical da velocidade Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Considerando a energia potencial gravitacional igual a zero no solo e desprezando a resistência do ar, as energias cinética e potencial do projétil, no ponto mais alto da trajetória, valem, respectivamente, __________ e __________. a) b) c) d) e) 75. (Uefs 2016) Em um planeta uma pessoa descobre que pode pular uma distância horizontal máxima de se sua velocidade escalar inicial for de Nessas condições, a aceleração de queda livre no planeta em é igual a a) b) c) d) e) 76. (Upf 2016) O goleiro de um time de futebol bate um “tiro de meta” e a bola sai com velocidade inicial de módulo igual a formando um ângulo de com Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 24 de 53 a horizontal. O módulo da aceleração gravitacional local é igual a Desprezando a resistência do ar e considerando que e é correto afirmar que: a) a altura máxima atingida pela bola é de b) o tempo total em que a bola permanece no ar é de c) a velocidade da bola é nula, ao atingir a altura máxima. d) a bola chega ao solo com velocidade de módulo igual a e) a velocidade da bola tem módulo igual a ao atingir a altura máxima. 77. (Esc. Naval 2016) Analise a figura abaixo. A figura acima mostra duas partículas e se movendo em pistas retas e paralelas, no sentido positivo do eixo A partícula se move com velocidade constante de módulo No instante em que passa pela posição a partícula passa pela origem, com velocidade de e uma desaceleração constante cujo módulo é Qual dos gráficos abaixo pode representar as posições das partículas e em função do tempo? a) b) c) d) e) 78. (Esc. Naval 2016) Analise a figura abaixo. A figura acima mostra um pequeno bloco, inicialmente em repouso, noponto correspondente ao topo de uma esfera perfeitamente lisa de raio A esfera está presa ao chão no ponto O bloco começa a deslizar para baixo, sem atrito, com uma velocidade inicial tão pequena que pode ser desprezada, e ao chegar ao ponto o bloco perde contato com a esfera. Sabendo que a distância horizontal percorrida pelo bloco durante seu voo é o tempo de voo do bloco, em segundos, ao cair do ponto ao ponto vale Dado: a) b) c) d) e) 79. (Esc. Naval 2016) Analise a figura Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 25 de 53 abaixo. A figura acima mostra um homem de segurando um pequeno objeto de em pé na popa de um flutuador de e de comprimento que está em repouso sobre águas tranquilas. A proa do flutuador está a de distância do píer. O homem desloca-se a partir da popa até a proa do flutuador, para, e em seguida lança horizontalmente o objeto, que atinge o píer no ponto indicado na figura acima. Sabendo que o deslocamento vertical do objeto durante seu voo é de qual a velocidade, em relação ao píer, com que o objeto inicia o voo? Dado: a) b) c) d) e) 80. (Fgv 2016) A nave americana New Horizons passou, recentemente, bem perto da superfície de Plutão, revelando importantes informações a respeito desse planeta anão. Ela orbitou a uma distância do centro de Plutão, cuja massa é vezes menor que a da Terra, com uma velocidade orbital Se orbitasse ao redor da Terra, a uma distância de seu centro, sua velocidade orbital seria A relação entre essas velocidades valeria multiplicada pelo fator a) b) c) d) e) 81. (Uerj 2016) Em um experimento que recebeu seu nome, James Joule determinou o equivalente mecânico do calor: Para isso, ele utilizou um dispositivo em que um conjunto de paletas giram imersas em água no interior de um recipiente. Considere um dispositivo igual a esse, no qual a energia cinética das paletas em movimento, totalmente convertida em calor, provoque uma variação de em de água. Essa quantidade de calor corresponde à variação da energia cinética de um corpo de massa igual a ao cair em queda livre de uma determinada altura. Essa altura, em metros, corresponde a: a) b) c) d) TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Leia o texto a seguir e responda à(s) questão(ões). Um dos principais impactos das mudanças ambientais globais é o aumento da frequência e da intensidade de fenômenos extremos, que quando atingem áreas ou regiões habitadas pelo homem, causam danos. Responsáveis por perdas significativas de caráter social, econômico e ambiental, os desastres naturais são geralmente associados a terremotos, tsunamis, erupções vulcânicas, furacões, tornados, temporais, estiagens severas, ondas de calor etc. (Disponível em: <www.inpe.br>. Acesso em: 20 maio 2015.) 82. (Uel 2016) Supondo que um tornado tenha movimento circular uniforme e que seu raio aumente gradativamente com a altura, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o comportamento da grandeza física relacionada a eventuais objetos localizados em pontos da superfície externa do tornado. a) A velocidade angular desses objetos é maior nos pontos mais altos do tornado. b) A velocidade angular desses objetos é a mesma em qualquer altura do tornado. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 26 de 53 c) A velocidade linear desses objetos tem sentido e direção constante em qualquer altura do tornado. d) A aceleração centrípeta desses objetos tem o mesmo sentido e direção da velocidade linear. e) A aceleração centrípeta desses objetos é a mesma em qualquer altura do tornado. 83. (Uel 2016) Leia o texto a seguir. Um raio é uma descarga elétrica na atmosfera. Geralmente, ele começa com pequenas descargas elétricas dentro da nuvem, que liberam os elétrons para iniciar o caminho de descida em direção ao solo. A primeira conexão com a terra é rápida e pouco luminosa para ser vista a olho nu. Quando essa descarga, conhecida como “líder escalonado”, encontra-se a algumas dezenas de metros do solo, parte em direção a ela outra descarga com cargas opostas, chamada de “descarga conectante”. Forma-se então o canal do raio, um caminho ionizado e altamente condutor. É neste momento que o raio acontece com a máxima potência, liberando grande quantidade de luz e som. (Adaptado de: SABA, M. M. F. A Física das Tempestades e dos Raios. Física na Escola. v.2. n.1. 2001.) Com base no texto e nos conhecimentos sobre eletrostática, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir. ( ) A maioria das descargas elétricas atmosféricas ocorre quando o campo elétrico gerado pela diferença de cargas positivas e negativas é próximo de zero. ( ) A corrente elétrica gerada pelo raio produz um rápido aquecimento do ar, e sua inevitável expansão produz o som conhecido como trovão. ( ) A corrente elétrica gerada a partir de um raio pode ser armazenada e utilizada, posteriormente, para ligar o equivalente a 1000 lâmpadas de 100 watts. ( ) Para saber a distância aproximada em que um raio caiu, é preciso contar os segundos entre a observação do clarão e o som do trovão. Ao dividir o valor por 3, obtém-se a distância em quilômetros. ( ) A energia envolvida em um raio produz luz visível, som, raios X e ondas eletromagnéticas com frequência na faixa de AM. Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. a) V, V, F, F, V. b) V, F, V, V, F. c) V, F, F, F, V. d) F, V, F, V, V. e) F, F, V, V, F. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Uma partícula de massa e carga (negativa) penetra num capacitor plano com velocidade paralela, no ponto médio entre as placas que são quadradas de área e separadas de uma distância conforme mostra a figura a seguir. O capacitor está carregado com uma tensão com cargas positivas na placa de cima e negativas na de baixo. Considere o efeito da força gravitacional da Terra sobre a massa como sendo desprezível diante do efeito da força elétrica. 84. (Ufpa 2016) Considerando-se um referencial fixo num ponto da placa, carregada negativamente, do capacitor, a trajetória da partícula carregada é um(a) a) círculo. b) linha reta paralela as placas. c) reta inclinada para cima. d) reta inclinada para baixo. e) parábola. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 27 de 53 Gabarito: Resposta da questão 1: [A] Gabarito Oficial: ANULADA Gabarito SuperPro®: [A] Observação: A banca examinadora decidiu pela anulação da questão em seu gabarito oficial devido a um erro no enunciado, onde se lê deveria ser Para melhor aproveitamento da questão o enunciado foi corrigido. Pelas equações descritas no movimento da partícula (supondo todas as grandezas em unidades do SI): Conclui-se que em a partícula descreve um movimento retilíneo e uniforme, conforme a equação (2) a seguir: e que em a partícula descreve um movimento retilíneo uniformemente variado, conforme a equação (3) a seguir: Comparando-se as equações (2) e (3) com as equações (1), tem-se que: Pode-se afirmar que e são as componentes em e em respectivamente, da velocidade da partícula conforme a figura, sendo que: uma vez que em o movimento da partícula é retilíneo uniformemente variado. A velocidade é sempre tangente à trajetória do carro. Por outro lado, a força elétrica é de repulsão, uma vez que as cargas em e em são iguais. A direção da força elétrica é dada pelo vetor ou seja, com origem em e vértice em (vide figura). Seja a declividade do vetor velocidade no plano, e a declividade do vetor força elétrica.No instante em que e são ortogonais: Dadas as considerações anteriores, pode- se afirmar que: Substituindo-se as equações (7) na equação (6), tem-se que: Como a única solução de interesse é tal que então, resolvendo-se (8), tem-se que: Resposta da questão 2: [D] Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 28 de 53 Cálculo da distância correspondente a um ano-luz, usando a simbologia aportuguesada (al): As distâncias dadas são: A diferença de distâncias é: Resposta da questão 3: [E] Analisando as afirmativas: [I] Falsa. Como as velocidades dos mísseis são iguais entre si, para que ambos atinjam o alvo simultaneamente, é necessário que as distâncias percorridas sejam iguais. [II] Verdadeira. Para que o míssil 1 acerte o alvo, as componentes verticais das velocidades devem ser iguais. [III] Verdadeira. O míssil 2 tem a sua componente horizontal da velocidade diminuindo com o tempo, resultando numa trajetória de concavidade positiva como ilustrado na figura abaixo: Resposta da questão 4: [B] Deslocamento angular do espelho: Tempo decorrido entre as reflexões: Portanto: Resposta da questão 5: [A] O valor do alcance é dado por: Como o alcance é máximo para devemos ter: Pela equação da continuidade, obtemos: Resposta da questão 6: [D] Velocidade vertical de lançamento: Deslocamento vertical até a altura máxima: Logo, a altura máxima é de: Tempo de queda após atingida a altura máxima: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 29 de 53 Tempo total de percurso da bola: Velocidade horizontal de lançamento: Velocidade de lançamento: Portanto, a força média aplicada sobre a bola foi de: Resposta da questão 7: ANULADA Gabarito Oficial: [C] Gabarito SuperPro®: Anulada (sem resposta) Para o movimento horizontal, temos: Para o movimento vertical, temos: Pelo enunciado, devemos ter que: ou Substituindo as soluções na equação de vem: (não serve) Portanto, não há alternativa correta. Resposta da questão 8: [C] Aceleração angular da roda A: Velocidade angular final da roda A: Velocidade angular da roda B: Velocidade angular da roda C: Velocidade angular da roda D: Resposta da questão 9: [E] Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 30 de 53 Analisando por trecho, temos: De a De a De a Logo: e Resposta da questão 10: [E] O período do pêndulo para pequenas oscilações é dado por: Em que é a gravidade aparente. Para a situação dada, temos: Portanto: Resposta da questão 11: [E] No referencial do anteparo, temos: Por semelhança de triângulos, vem: Comparando com obtemos: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 31 de 53 Resposta da questão 12: [B] Logo antes de entrar na esfera, a velocidade da partícula aumenta devido à força de interação entre as cargas proporcional a motivo pelo qual a velocidade decresce logo após a sua saída. No interior da esfera, devido ao campo elétrico ser nulo, a força elétrica resultante também o é devido à relação Logo, a velocidade neste trecho deve ser constante. Ao se aproximar da placa, a partícula fica sujeita a uma velocidade dada por: Portanto, cresce de forma não linear, mas tem concavidade voltada para baixo. Sendo assim, não há alternativa correta devido a este último item. Contudo, a resposta correta adotada pela banca foi a [B], talvez por se aproximar mais da realidade. Resposta da questão 13: [A] Tempo de subida até a altura máxima: Portanto, o som foi emitido durante a subida. Logo: Resposta da questão 14: [D] Tempo que gastaria Mbappé: O tempo de Mbappé seria menor que o de Bolt (recorde mundial). A diferença seria: Resposta da questão 15: [D] Velocidade na primeira volta: Velocidade média em toda a prova: Tempo gasto na primeira volta: Tempo gasto em toda a prova: Tempo gasto na segunda volta: Sendo assim, a velocidade média na segunda volta deve ser de: Resposta da questão 16: [C] Velocidades iniciais de A e B: e Velocidade final de A: Por conservação da quantidade de movimento, temos: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 32 de 53 Logo, o móvel B fica parado após a colisão, sendo o seu percurso melhor representado por Resposta da questão 17: [E] Considerando que a origem das posiηυes estα na motocicleta no instante inicial em que o policial inicia seu movimento, as equaηυes horαrias das posiηυes do caminhγo e da motocicleta sγo: Caminhγo – MRU: Motocicleta – MRUV: Quando a motocicleta atinge a posiηγo da cabine do caminhγo, temos: Multiplicando toda equaηγo por e agrupando: Assim, substituindo o tempo de encontro na equaηγo da velocidade da motocicleta, temos: Passando para Resposta da questão 18: [D] Dados: No instante mostrado, os módulos das componentes tangencial e centrípeta da aceleração podem ser calculados analisando a figura. Sendo o movimento é retrogrado e retardado, a velocidade escalar é negativa e a aceleração escalar é positiva. Calculando No segundo seguinte, aplicando a função horária da velocidade: Como o movimento é uniformemente variado, o valor da aceleração tangencial é constante. Resposta da questão 19: [A] Partícula sobre a mesa: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 33 de 53 Partícula presa à mola: Onde a deformação da mola e o raio da sua trajetória circular são dados por Substituindo em Substituindo em Fazendo Resposta da questão 20: [B] Podemos ilustrar a situação descrita como na figura abaixo: Em que e são as posições, respectivamente, das pessoas em pé e deitada, é o centro da Terra e No vem: Substituindo obtemos: Resposta da questão 21: [C] Após o lançamento, teremos: Tempo de queda: Velocidade horizontal: Por conservação de energia para o lançamento, obtemos: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 34 de 53 Resposta da questão 22: [B] De acordo com o enunciado, temos a trajetória representada abaixo: Onde e são, respectivamente, os deslocamentos vertical e horizontal. No triângulo No triângulo (com Resposta da questão 23: [A] Velocidade e aceleração angulares: Módulos da aceleração centrípeta e tangencial para Portanto: Resposta da questão 24: [E] Para a força centrípeta, temos que: E para a força tangencial, vem: Substituindo e na equação de Torricelli, chegamos a: Logo, a distância percorrida em voltas é de: Resposta da questão 25: [A] Centro de massa inicial do sistema: Podemos considerar que as três forças são aplicadas sobre o centro de massa do sistema. E a força resultante será de: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 35 de 53 Sendo assim, o sistema só será acelerado na direção E a aceleração será de: Posição final em Portanto, o vetor posição, em metros, do centro de massa desse sistema de três partículas, no instante segundos, é igual a: Resposta da questão 26: [A] Cálculo da aceleração da partícula: O enunciado não descreveu a posição das placas que resultam no campo elétrico. Supondo que elas estejam na vertical, a força resultante sobre a partícula será a soma entre o seu peso e a força elétrica. Portanto: Como vem: Resposta da questão 27: [B] Entredois solstícios consecutivos, verão e inverno são 6 meses, aproximadamente, 180 dias, intervalo de tempo em que a nascente do Sol desloca-se Assim: Resposta da questão 28: [E] Sendo a distância percorrida, para a parte do gráfico tal que temos: Integrando de a Fazendo a mudança de variável: E a velocidade média será: Como está aumentando com o aumento de o gráfico deve ter concavidade para cima. Resposta da questão 29: [B] A figura mostra as forças ou componentes relevantes para essa situação: Na direção normal, a resultante é nula: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 36 de 53 Na direção tangencial, a resultante é oposta à orientação do eixo Aplicando o princípio fundamental da dinâmica: Como o movimento é uniformemente variado, aplicando a equação de Torricelli, vem: Para determinar o tempo de subida, basta aplicar a equação horária da velocidade. Resposta da questão 30: [C] Da relação entre as velocidades, temos: Resposta da questão 31: [B] A aceleração artificial seria a aceleração centrípeta do movimento circular uniforme. Isolando a frequência, temos: Substituindo os valores e colocando as unidades no sistema internacional de unidades: Resposta da questão 32: [E] Como e com o mesmo devemos ter que (velocidades antes da colisão). Da colisão elástica, temos que o coeficiente de restituição E sendo a velocidade das partículas após a colisão, temos: e Aplicando conservação da quantidade de movimento: Resposta da questão 33: [A] Sendo a velocidade do projétil e a velocidade do conjunto corpo + projétil após a colisão, por conservação da quantidade de movimento, temos: Por conservação de energia, a velocidade do conjunto no ponto será: Para o lançamento horizontal, temos: Em Em Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 37 de 53 Resposta da questão 34: [E] O alcance ou distância percorrida na horizontal, sem atrito, é dada por: Assim, a velocidade inicial fica: O tempo que a esfera leva para atingir o deslocamento horizontal é idêntico ao tempo gasto para efetuar a queda livre, de acordo com: Substituindo este tempo na equação da velocidade inicial, temos: Resposta da questão 35: [E] Posição da partícula Em Em Logo: Analogamente, para a partícula obtemos: A distância entre as partículas é dada por: A força de repulsão entre as cargas será mínima quando a distância entre elas for máxima. E será máxima para ou seja, Dado o intervalo do enunciado, podemos concluir que: Resposta da questão 36: [C] Pelas fórmulas de adição de arcos, podemos determinar o seno e o cosseno de ` As componentes horizontal e vertical da velocidade inicial da bola serão: Em do ponto de lançamento à rede, teremos: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 38 de 53 Em y, para o tempo acima, teremos: Portanto, a bola passa a rede. Tempo para a bala atingir o solo após o lançamento: Em teremos: Portanto, a bola cai antes da linha de fundo. Resposta da questão 37: [B] Como o tempo de queda só depende do movimento vertical, tanto nas situações do ar em repouso como na do ar em movimento, os tempos serão maiores do que (para o vácuo), pois as partículas sofrerão resistência ao caírem nessas circunstâncias, com já que o movimento do ar se dá apenas horizontalmente. Na primeira situação, o corpo irá adquirir velocidade máxima devido à ausência de resistência causada pelo vácuo. Na segunda situação, o corpo irá sofrer atrito com o ar, tendo sua velocidade minimizada. E na terceira situação, como o ar está em movimento, mas não se opondo à velocidade inicial, a partícula terá velocidade intermediária. Portanto, teremos que: e Resposta da questão 38: [D] Do diagrama de corpo livre, temos as forças atuantes no objeto: tração e suas componentes ortogonais e o peso. No eixo vertical: No eixo horizontal, temos a força resultante centrípeta: Do movimento circular obtemos a relação entre a velocidade linear e o período: Resposta da questão 39: [E] A tração na corda é dada por: Pela fórmula de Taylor: Por cinemática, obtemos: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 39 de 53 Resposta da questão 40: [D] Considerando o sistema conservativo uma vez que não há forças dissipativas, podemos escrever: constante) Após o instante em que a carga tem o movimento invertido. Sendo assim, o gráfico de deve ser refletido em relação ao eixo de Resposta da questão 41: [B] Com a energia cinética e massa, descobrimos a velocidade inicial: Pela expressão de Torricelli, do MRUV, calculamos a aceleração do movimento: Pela 2ª Lei de Newton, a força resultante em módulo é: Com a expressão da força de atrito, temos o valor do seu coeficiente: Resposta da questão 42: [D] Aplicando a Equação de Gauss, encontramos a posição inicial da imagem: onde: distância focal equivalente à metade do raio; distância da imagem; distância do objeto. Agora, aplicando novamente a Equação de Gauss, para uma aproximação de da imagem ao espelho, achamos a nova posição ocupada pelo objeto: Finalmente com as posições inicial e final para a imagem mais a velocidade, usamos a equação do MRU para determinar o tempo gasto: Resposta da questão 43: [D] Os sentidos de giro das engrenagens e serão, respectivamente: anti-horário, horário e anti-horário. Quanto a frequência de cada engrenagem, como elas estão acopladas por uma correia, a velocidade superficial de cada uma delas deve ser igual entre si, sendo: Como os raios das engrenagens tem uma relação direta com o número de dentes que cada uma possui, podemos calcular as Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 40 de 53 frequências de cada engrenagem com este parâmetro. Resposta da questão 44: [C] As intensidades das velocidades tangenciais das esferas são dadas por: Onde: raio da curvatura da esfera frequência de giro da esfera Nota-se que as esferas estão presas por uma barra rígida e, portanto, apresentarão a mesma frequência de rotação, assim como o mesmo período também. Usando a expressão e substituindo os valores dos raios de cada esfera, temos: Então, a razão será: As intensidades das forças centrípetas são dadas pela expressão: Onde: massa das esferas (iguais). Calculando a força centrípeta para cada esfera: Então, a razão será: Portanto, está correta a alternativa [C]. Resposta da questão 45: [E] Resposta da questão 46: [A] Orientando a trajetória no sentido do jogador para a parede, na ida o movimento é progressivo, portanto a velocidade escalar é positiva e, na volta, o movimento é retrógrado, sendo a velocidade escalar negativa. Como essas velocidades são constantes, os gráficos dos deslocamentos são segmentos de reta. O módulo da velocidade está associado à declividade do segmento de reta: maior velocidade maior declividade. Assim, como o módulo da velocidade é menor na volta, nesse trecho a declividade do segmento de reta também é menor. Resposta da questão 47: ANULADA Gabarito Oficial: [A] Gabarito SuperPro®: Anulada. Tempo gasto no 1º trecho: Tempo gasto no 2º trecho: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 41 de 53 Distância restante no último trecho: Tempo gasto no 3º trecho: Logo: A velocidade média para todo o percurso (sem paradas) deveria ser: Caso houvesse uma parada,esse valor deveria ser ainda menor. Como o enunciado diz que a velocidade média foi de a questão apresenta uma inconsistência. Resposta da questão 48: [B] [I] Falsa. A distância de frenagem é inversamente proporcional à força de atrito, que depende da massa do carro devido ao maior contato com o solo. [II] Verdadeira. Quanto maior o coeficiente de atrito estático, mais rápido e menor será a distância de frenagem. [III] Falsa. A distância de frenagem depende do atrito e este depende da aceleração da gravidade local. [IV] Verdadeira. A distância em função das velocidades é dada pela equação de Torricelli e isolando-se a distância, temos a expressão dependente da velocidade ao quadrado de acordo com: Resposta da questão 49: [D] O bloco no interior do vagão desloca-se com aceleração em relação a um referencial inercial, dada por: sendo a força de atrito, resultante sobre o bloco a massa do bloco o coeficiente de atrito cinético, e a aceleração da gravidade. Para um observador no interior do vagão, e pelo fato de o vagão estar a uma aceleração surgirá uma aceleração fictícia de mesmo módulo e sentido oposto à aceleração do vagão. Dessa forma, para um observador no interior do vagão, o bloco se deslocará a uma aceleração resultante: no sentido da traseira do vagão. Da equação de Torricelli, ao deslocar-se a uma distância o bloco possuirá uma velocidade em relação ao vagão, dada por: Considerando o instante em que o vagão parte do repouso, o instante em que o bloco percorre a distância pode ser obtido como segue: Como o vagão parte do repouso, num movimento uniformemente variado, então: Conclui-se que a velocidade do bloco no instante em que toca o fundo do vagão e em relação a um referencial externo, é: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 42 de 53 Resposta da questão 50: [C] Seja a velocidade do projétil no início do movimento no interior do canhão; a velocidade do projétil no instante de saída pela boca do tubo do canhão; o alcance do projétil após a saída do tubo. Pode-se afirmar que o alcance é tal que: sendo o tempo de deslocamento do projétil na atmosfera. O tempo pode ser obtido da equação da velocidade do projétil na direção vertical Substituindo-se a equação (2) em (1), tem- se: Da igualdade trigonométrica tem-se: Da equação (3) calcula-se o valor de Como o movimento do projétil no interior do tubo é uniformemente variado, então satisfaz a equação de Torrichelli: sendo a aceleração e o comprimento do tubo. Calcula-se o valor da aceleração: Da equação da velocidade do movimento do projétil ao longo do interior do tubo, conclui- se que: sendo o tempo do projétil no interior do tubo. Por fim, da equação do deslocamento angular do projétil entorno do próprio eixo ao longo do tubo, calcula-se a aceleração angular Resposta da questão 51: [D] A figura apresenta uma ilustração do problema. Da Lei de Gravitação de Newton, tem-se que: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 43 de 53 Mas é a força centrípeta que mantém a nave de massa em órbita. Logo: sendo a velocidade angular da nave em torno do planeta. Das equações (1) e (2), tem-se que: sendo a densidade do planeta, pois: Sabe-se que: sendo o período da nave. Combinando-se (4) e (3), tem-se: Resposta da questão 52: [A] A figura ilustra a situação, considerando a Terra esférica. Todos os pontos da Terra têm a mesma velocidade angular. Assim, para tem-se: Mas: Resposta da questão 53: [A] O tempo de queda até a metade da altura da mesa é dado por: O deslocamento horizontal é calculado com a equação horária do MRU: E, finalmente, a aceleração é dada pela gravidade, ou seja, Alternativa correta: letra [A]. Resposta da questão 54: [D] Velocidade da Fragata Independência (em nós): Velocidade da Fragata Rademaker (em nós): Em Em Logo: Velocidade relativa da Fragata Independência em relação à Fragata Rademaker (em nós): Portanto, o módulo desta velocidade é: Resposta da questão 55: [C] Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 44 de 53 A energia cinética ao abandonar a mão do garoto é: No ponto mais alto da trajetória a velocidade é: A energia cinética nesse ponto mais alto é: Substituindo (I) em (II): Resposta da questão 56: [D] Para o lançamento oblíquo, as componentes da velocidade inicial são: Componente vertical da velocidade inicial: Componente horizontal da velocidade inicial: Tempo de subida do projétil no lançamento vertical, considerando que o projétil sai e chega ao solo: Assim, o tempo total que o projétil fica no ar é: A altura máxima é obtida utilizando-se da equação das posições verticais em função do tempo e substituindo a posição inicial (origem), a componente vertical da velocidade o tempo pelo tempo de subida: Substituindo os valores: O alcance do projétil quando lançado a (maior alcance possível) é obtido considerando-se que no eixo horizontal não existem forças resistivas, portanto, substituindo a posição inicial (origem), o tempo total e a componente horizontal da velocidade, temos: Substituindo os valores dados: Logo, a alternativa correta é [D]. Resposta da questão 57: [A] A distância pedida é numericamente igual à soma das áreas dos dois trapézios, destacados no gráfico. Resposta da questão 58: [E] Pela 2ª Lei de Newton, temos que: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 45 de 53 Utilizando a equação horária do deslocamento no MUV, obtemos: Resposta da questão 59: [C] A questão trata essencialmente do fenômeno da reflexão total, conforme ilustrado na figura 1. Da figura 1 depreende-se que é o ângulo de reflexão total. Pela Lei de Snell-Descartes, tem-se que: O volume abaixo da mancha de óleo e que não recebe luz corresponde ao cone de seção transversal na figura 1. Da figura 2 é possível concluir que: O volume do cone é dado por: Substituindo-se a equação (1) em (3), tem- se: Resposta da questão 60: [A] A energia cinética para uma partícula é definida como: E para partículas: Mas, para o movimento circular uniforme, a velocidade pode ser representada pelo raio da curva e pela frequência como: Substituindo na expressão do somatório das energias cinéticas para partículas: Resposta da questão 61: [A] A velocidade inicial tem componente ortogonal em Sendo assim, para a partícula na posição inicial. Durante o deslocamento pela regra da mão direita, a partícula sofre a ação de uma Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 46 de 53 ação magnética aproximadamente paralela e no mesmo sentido do eixo conforme a figura 1: O módulo da força magnética é dada pela seguinte fórmula: sendo a carga da partícula, o módulo da velocidade, o módulo do campo magnético, e o ângulo entre os vetores e conforme a figura 2: Seja o tempo em que a partícula permaneceu sob o efeito do campo magnético. Logo: Como e são perpendiculares, então: Como a força resultante sobre a partícula é esta adquire uma aceleração na direção dada por: Na direção a partícula se deslocará em um movimento uniforme, devido à ausência de componente de força resultante em e se deslocará num movimento uniformemente variado na direção A equação do movimento em é dada por: No instante em que a partícula se desloca numa distância então: Substituindo (1) e (3) em (5), tem-se:A velocidade será tal que: Fora do campo de ação da força magnética, percorrendo assim a distância a partícula descreverá um movimento uniforme tanto em quanto em O tempo gasto gasto no deslocamento é tal que: Dessa forma, a distância total percorrida em ou seja, será: Substituindo-se (6), (7) e (8) em (9), tem-se: Como então Logo, Resposta da questão 62: [C] [F] Quando o movimento é uniformemente acelerado, a expressão da posição em função do tempo é do 2º grau. No caso, é do terceiro grau. Logo, o movimento não é uniformemente variado. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 47 de 53 Por derivações, pode-se encontrar as expressões de e De fato, é um função do 1º grau, confirmando que o movimento não é uniformemente variado, pois nesse tipo de movimento a aceleração escalar é constante. [F] Quando a partícula inverte o sentido do movimento, a velocidade escalar é nula. Da expressão encontrada acima, vem: Conclusão: a velocidade escalar inicial é negativa, caracterizando um movimento regressivo. Esse movimento continua regressivo até a partícula mudar de sentido, o que ocorre em como calculado acima. [V] Teremos: [V] Quando a partícula passa pela origem, sua posição é nula. Resposta da questão 63: [A] [I] Verdadeira. Pedro levou menos tempo para cumprir a mesma distância que Paulo, portanto sua velocidade média foi maior. [II] Falsa. A velocidade máxima em um gráfico de distância pelo tempo é dada pela inclinação da reta, que indica o seu coeficiente angular representado pela velocidade. Nota-se no diagrama que Pedro teve a maior velocidade no primeiro trecho de seu percurso, quando inclusive ultrapassou Paulo. [III] Falsa. Os intervalos de parada de ambos os ciclistas foram diferentes, correspondendo aos trechos em que as posições não mudam com o tempo. Sendo assim, Pedro esteve parado durante e Paulo durante Resposta da questão 64: [E] Para descobrirmos o tempo gasto, utilizaremos toda a distância que o carro deverá percorrer, que é a distancia da pista mais a distância do caminhão mais a distância do carro Como o carro viaja a e o caminhão a para um observador dentro do carro, é como o caminhão estivesse parado e o carro a Resposta da questão 65: [D] Um carro A para pelo semáforo com uma velocidade de e demora segundos pra passar o pelo percurso. Um carro B, que esta mais distante passa pelo semáforo com uma velocidade de e demora segundos. Ambos pegando a “onda verde”. Resposta da questão 66: [C] Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 48 de 53 As velocidades médias dos atletas Florent (1) e César (3) foram: A diferença de posição entre o 3º lugar e o 1º lugares é dada pelo trajeto completo da piscina descontado o que o 3º lugar percorreu no tempo do 1º colocado. Resposta da questão 67: [A] O deslocamento de uma partícula em movimento uniformemente variado a partir do repouso e a velocidade são: sendo a aceleração escalar e o tempo de movimento. Fazendo a analogia que sugere o enunciado e aplicando para o instantes e temos: Resposta da questão 68: [A] 1ª etapa: foguete sobe do chão durante com aceleração de 2ª etapa: foguete continua subindo com desaceleração da gravidade até atingir a altura máxima Depois dos subindo, o foguete subiu por mais até adquirir velocidade zero. 3ª etapa: Foguete desce com aceleração da gravidade. Portanto, conforme indica a alternativa [A], a altura máxima atingida será de e o tempo total de Resposta da questão 69: ANULADA Gabarito Oficial: [E] Gabarito SuperPro®: Anulada. Para os dois lançamentos do mesmo ponto, considerando primeiramente o lançamento para a altura máxima: Mas na altura máxima, a velocidade neste ponto é nula, então o tempo de subida pode ser colocado em termos da velocidade inicial. Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 49 de 53 Substituindo o tempo na equação anterior, temos: A velocidade para o segundo lançamento foi reduzida de um quinto : Para o lançamento com menor velocidade: Da mesma forma, na altura máxima para esse lançamento, a velocidade é nula neste ponto: Substituindo na expressão da altura: Finalmente, dividindo as duas expressões das alturas: Logo, a altura do segundo lançamento chega a 64% do primeiro, tendo assim, uma questão sem alternativa correta e, portanto devendo ser ANULADA. Observação: Se fosse perguntado a diferença em percentual entre os dois lançamentos ou ainda se a velocidade inicial fosse reduzida à um quinto teríamos a resposta correta como indicada pela banca. Resposta da questão 70: [D] A tração no ponto deverá ser igual à força centrífuga que puxa o trecho para fora. Portanto: Pela Lei de Taylor: Resposta da questão 71: [A] Os raios das engrenagens (R) e os números de dentes (n) são diretamente proporcionais. Assim: - A e B estão acopladas tangencialmente: - B e C estão acopladas coaxialmente: - C e D estão acopladas tangencialmente: Resposta da questão 72: [C] No movimento circular uniforme (MCU) a velocidade é representada por um vetor tangente ao círculo em cada ponto ocupado Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 50 de 53 pelo móvel, com isto, apesar do módulo da velocidade permanecer constante, ao longo do movimento o vetor velocidade altera sua direção e sentido, sendo, portanto, um movimento acelerado em que a aceleração é sempre perpendicular ao vetor velocidade apontando para o centro da curva, chamada de aceleração centrípeta. Assim, a alternativa correta é a [C]. Resposta da questão 73: [D] Pelo enunciado, temos que: e O movimento do observador 2 descrito pelo observador 1 é dado por: Onde e logo: Resposta da questão 74: [D] Temos um lançamento oblíquo na qual podemos separar em dois movimentos independentes: horizontalmente, um movimento retilíneo uniforme com velocidade constante de módulo e, verticalmente, um lançamento vertical com velocidade inicial igual a Para o ponto mais alto da trajetória a energia cinética está relacionada com a velocidade neste ponto que é devida somente à componente horizontal, ou seja, logo: Já a energia potencial no ponto mais alto será dada pela relação: Mas essa energia pode ser relacionada à energia cinética inicial no lançamento vertical, por se tratar de um sistema conservativo, então: Resposta da questão 75: [B] Da expressão do alcance máximo para um lançamento oblíquo: Resposta da questão 76: [E] As componentes da velocidade inicial nas direções vertical e horizontal em módulo, são: Sabendo que na altura máxima, a componente vertical da velocidade é nula, o tempo de subida será: Logo, o tempo total (subida e descida) será o dobro do tempo de subida. A altura máxima será: A bola chegará ao solo com a mesma velocidade em módulo que a velocidade de lançamento, ou seja, E, finalmente, na altura máxima, somente a componente vertical da velocidade é nula, portanto a velocidade na altura máxima é dada pela componente horizontal, isto é, Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 51 de 53 Com tudo isso, temos a alternativa [E] correta. Resposta da questão 77: [A] Equação do espaço percorrido em função do tempo para as partículas e Portanto, o gráfico da partícula deve ser uma semi reta com inclinação positiva, e o da partícula deve ser parte de uma parábola com concavidade para baixo. Fazendo Calculando o desta equação do 2º grau, temos: Logo, a equaçãonão possui raízes reais e as partículas e não se encontram. De acordo com as informações obtidas, a alternativa [A] é a única que obedece os critérios acima citados. Resposta da questão 78: [B] Pela figura, temos que: Por conservação de energia entre e Substituindo (I) em (II): No lançamento oblíquo: Em Substituindo (I) e (III) em (IV): Resposta da questão 79: [C] Após o homem andar da popa até a proa do flutuador, este se deslocará em sentido contrário. Sendo e respectivamente as velocidades do homem e do flutuador, pela conservação da quantidade de movimento, temos: Sendo a distância percorrida pelo flutuador, devido às relações entre as velocidades, devemos ter que o homem percorre uma distância de e: Sendo assim, a nova distância entre a proa do flutuador e o ponto será de: Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 52 de 53 Após o lançamento horizontal do objeto, temos que: (tempo de queda) Na horizontal, sendo v a velocidade procurada, obtemos: Resposta da questão 80: [D] De acordo com a igualdade entre a força gravitacional e a resultante centrípeta de um movimento circular, podemos obter a velocidade orbital de um satélite. Para Plutão: Para a Terra: e Assim, fazendo a razão entre as velocidades orbitais da Terra e de Plutão, temos: Logo, o fator multiplicador de é Resposta da questão 81: [C] De acordo com o enunciado, temos que o calor fornecido à água é igual a variação de energia cinética de um corpo de ao cair em queda livre. Utilizando os dados fornecidos no enunciado, para calcular o calor fornecido à água. Como a energia potencial é dada em joules e sabendo que Por fim, temos que: Resposta da questão 82: ANULADA Gabarito Oficial: [B] Gabarito SuperPro®: Anulada. De acordo com o enunciado da questão, não há alternativa correta. Sendo proposto para o tornado o movimento circular uniforme (MCU), então a intensidade da velocidade linear ou tangencial é constante. Análise para cada uma das alternativas: [A] Falsa. Como a relação entre as velocidades linear e angular é dada por: para manter a velocidade linear constante em módulo devemos diminuir a velocidade angular com o aumento do raio. [B] Falsa. Como visto na alternativa anterior, a grandeza que se mantém constante no MCU é a intensidade da velocidade linear e não a velocidade angular. [C] Falsa. Somente o módulo ou intensidade da velocidade linear é constante, pois é característica do MCU. [D] Falsa. A aceleração centrípeta, como o próprio nome indica, têm direção radial e sentido para dentro da curva, isto é, aponta para o centro. [E] Falsa. A intensidade da aceleração centrípeta no MCU tem a seguinte expressão em função da velocidade linear e angular: Sendo assim, como o raio aumenta com a altura, então a aceleração centrípeta deve Lista de Exercícios: Física | Cinemática Página 53 de 53 diminuir para manter a velocidade linear com o módulo constante. Resposta da questão 83: [D] [I] Falsa. O campo elétrico gerado pelas cargas elétricas deve ser próximo do valor limite da resistência dielétrica do ar que é de três milhões de volts por metro aproximadamente. Assim, quando o campo elétrico atinge esse valor, obtemos o fenômeno do raio. [II] Verdadeira. [III] Falsa. A energia pode ser armazenada, mas na a corrente elétrica. [IV] Verdadeira. Supondo instantânea a velocidade da luz do relâmpago, dado a sua relativa proximidade, podemos saber a distância que o raio caiu em relação à nossa posição da seguinte maneira: conta-se os segundos passados aos avistar o clarão. Como o som viaja aproximadamente a , ou seja, a cada segundos o som avança ou Assim, dividindo o tempo em segundos por três, teremos uma aproximação da distância que o raio caiu de nós em quilômetros. [V] Verdadeira. As descargas elétricas produzidas nos dias de tempestade possuem um largo espectro eletromagnético indo desde as ondas de rádio até os raios gama de alta energia, passando pela luz visível e pelos raios X. Resposta da questão 84: [E] A figura mostra a trajetória da partícula. No eixo o movimento é uniforme, com velocidade constante de módulo No eixo o movimento é uniformemente acelerado, com aceleração Equacionando os dois eixos: Vê-se pela expressão final que é uma função do 2º grau. Portanto a trajetória da partícula, enquanto ela estiver entre as placas, é um arco de parábola.