LISTA 2

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FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL I 
 Profª. Tarcilene Heleno 
 
LISTA 2: Queda Livre e Cinemática Bidimensional 
1. Um objeto é solto de uma altura de 10m, em um local onde g = 10 m/s2. 
Desconsiderando a resistência do ar, determine o tempo gasto para o objeto alcançar 
o solo e a sua velocidade nesse instante. 
2. Você arremessa uma bola de baixo para cima do topo de um edifício alto. A bola 
deixa sua mão com velocidade de 15m/s em um ponto que coincide com a 
extremidade superior do parapeito do edifício; a seguir ela passa a se mover em 
queda livre. Quando a bola volta, ela passa raspando pelo parapeito e continua a 
queda. Calcule (a) a posição e a velocidade da bola 1,0s e 4,0s depois que ela deixa 
sua mão; (b) a velocidade quando a bola está a 5,0 m acima do parapeito; (c) a altura 
máxima atingida e o tempo que ela leva para atingir essa altura; e (d) a aceleração da 
bola quando ela se encontra na altura máxima. R: a) t = 1,0 s  y = 10,1 m e v = 5,2 
m/s; t = 4,0 s  y = -18, 4m e v = -24,2 m/s; b) |v| = 11,3 m/s; c) ymax = 11,5 , t = 
1,53s; a = - 9,8 m/s2 
3. Um modelo de foguete propelido por queima de combustível decola verticalmente 
com aceleração a constante, partindo do repouso. Quando é decorrido um intervalo de 
tempo T, o combustível acaba e o foguete entra em queda livre. Trace 
qualitativamente (não são necessários valores numéricos) os gráficos y(t), v(t) e a(t). 
4. Uma pedra é atirada verticalmente para baixo, de uma altura H, com velocidade 
inicial de módulo v0. (a) Qual será sua velocidade no instante em que tocar no solo? 
(b) Quanto tempo a pedra levará para chegar ao solo? (c) Quais seriam as respostas 
para os itens (a) e (b) se a pedra fosse lançada com a mesma velocidade para cima? 
Antes de fazer qualquer cálculo, responda se cada uma das respostas será maior, 
menor ou igual à da questão original. R: a) 𝑣 = ±√𝑣02 + 2𝑔𝐻 ; b) 𝑡 = (√𝑣02 + 2𝑔𝐻 −
𝑣0)/𝑔 
5. A posição de uma partícula é dada pela função: x(t) = 20t − 5t3, sendo x em metros 
e t em segundos. (a) Quando, se ocorrer, a velocidade da partícula é nula? (b) Quando 
a aceleração é nula? (c) Trace os gráficos a(t), v(t) e x(t). R.: a) t = 1,15s; b) t = 0 
6. Um trem parte do repouso e se move com aceleração constante. Em um 
determinado instante ele viaja a 30 m/s e 160 m adiante trafega a 50 m/s. Calcule: (a) 
sua aceleração, (b) o tempo necessário para percorrer os 160 m mencionados, (c) o 
tempo necessário para atingir a velocidade de 30 m/s, (d) a distância percorrida desde 
o repouso até ele atingir a velocidade de 30 m/s. (e) Faça os gráficos v(t) e x(t), a partir 
do ponto de repouso. R: a) 5 m/s2; b) 4s; c) 6 s; d) 90m 
7. Um corredor percorre 2,5km, em linha reta, em 9min e, em seguida, gasta 30 
minutos caminhando de volta ao ponto de partida. (a) Qual é a velocidade média do 
corredor durante os 9 primeiros minutos? (b) Qual é a velocidade média referente ao 
tempo em que o corredor gastou caminhando? (c) Qual a velocidade média de todo 
trajeto? (d) Qual é a velocidade média de percurso de todo o trajeto? R. (a) 0, 
278km/min, (b)−0, 0833km/min, (c)0 e (d) 0, 128km/min. 
8. Um veículo se movimenta em linha reta com uma velocidade média de 80km/h 
durante 2,5h e, em seguida, com uma velocidade média de 40km/h durante 1,5h. (a) 
Qual o deslocamento total do período de 4h de percurso? (b) Qual a velocidade média 
de todo percurso? R: (a) 260km e (b)65km/h. 
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9. No tempo t = 5s, um objeto posicionado em x = 3m possui uma velocidade de 5m/s. 
No tempo t = 8s, ele está em x = 9m e sua velocidade é de -1m/s. Determine a 
aceleração média para esse intervalo de tempo. R: −2m/s2 . 
10. Dois trens, um desenvolvendo 90 km/h e o outro 120 km/h, estão se deslocando 
em uma estrada reta e horizontal, em sentidos contrários. Quando eles estão a 3 km 
de distância, os dois maquinistas, simultaneamente, veem um ao outro e aplicam os 
freios. Se as desacelerações, comunicadas aos trens pelos freios, são ambas de 0,90 
m/s2, em que ponto se dará a colisão? R: 
11. Um entusiasmado estudante de Engenharia de Produção lança seu barrete ao ar 
com uma velocidade inicial de 24,5m/s a um ângulo de 30º em relação à horizontal. 
Ele é pego, posteriormente, por outro estudante. Determine (a) o tempo total do 
percurso do barrete no ar e (b) a distância total percorrida na horizontal. R: 
12. Uma partícula possui vetor posição dado por 𝑟 = (30𝑡)𝑖̂ + (40𝑡 − 5𝑡2)𝑗 ̂ , onde 𝑟 é 
expresso em metros e t em segundos. Determine os vetores velocidade instantânea e 
a aceleração instantânea em função do tempo t. R: 
13. No salto à distância, é importante a altura alcançada? Quais os fatores que 
determinam o alcance do salto? 
14. Um projétil é lançado a um ângulo com a horizontal com velocidade inicial vi e 
resistência do ar desprezível. a) O projétil é um corpo em queda livre? b) Qual é sua 
aceleração na direção vertical? c) Qual é sua aceleração na direção horizontal? 
15. Um disco é lançado acima do nível do solo; de um penhasco por exemplo. O 
ângulo que produzira o maior alcance é menor, maior ou igual a 45°? Explique sua 
resposta. 
16. A posição de uma partícula que se move em um plano xy é dada por 𝑟 =
(2𝑡3 − 5𝑡)𝑖̂ + (6 − 7𝑡4)𝑗,̂ com r em metros e t em segundos. Calcule (a) a posição, (b) 
velocidade, e (c) aceleração quanto t = 2 s. R: (a) r̂ = 6î − 106j;̂ b) �⃗� = 19î − 224j;̂ (c) 
a⃗⃗ = 24î − 336j ̂
17. Uma partícula deixa a origem em t = 0 com velocidade inicia 𝑣0 = 3,6𝑖̂, em m/s. É 
submetida a uma aceleração constante 𝑎 = −1,2𝑖̂ − 1,4𝑗,̂ em m/s². (a) Em que instante 
a partícula alcança sua coordenada x máxima? (b) Qual a velocidade da partícula 
nesse instante? (c) Onde esta a partícula nesse instante? R: (a) t=3s; (b)v⃗⃗ = − 4,2j;̂ 
r⃗ = 5,4î − 6,3j.̂ 
18. Um projétil é atirado horizontalmente, com velocidade de saída de 300m/s, por um 
canhão situado a 50 m acima de um plano horizontal. a) Quanto tempo o projétil fica 
no ar? B) qual é o seu alcance? c) Qual é o valor da componente vertical de sua 
velocidade quando ele atinge o solo? 
19. Calcule o valor da aceleração centrípeta de uma partícula localizada na 
extremidade de umas das pás de um ventilador, de 0,30 m de diâmetro, que gira a 
1200 rotações/minuto. 
20. A Terra gira em torno do Sol em uma órbita circular, com velocidade de módulo 
aproximadamente constante de 30km/s. qual é a aceleração da Terra nesse 
movimento?