FISICA 1

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA 
INSTITUTO DE FÍSICA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA DA TERRA E DO MEIO AMBIENTE 
FIS 121 – Física Geral e Experimental I 
Professor: Danilo Ribeiro Data: / / Turma: T /2013.2 
 
Aluno(a): 
 
1ª Lista de Exercícios 
 
1º - Você tem que dirigir em uma via expressa para se candidatar a um emprego em outra cidade, a uma 
distância de 300 km. A entrevista foi marcada para as 11:15 h da manhã. Você planeja dirigir a 100 km/h 
e parte às 8:00 h da manhã para ter algum tempo de sobra. Você dirige na velocidade planejada durante os 
primeiros 100 km, depois um trecho da estrada em obras o obriga a reduzir a velocidade para 40 km/h por 
40 km. Qual a menor velocidade que você deve manter no resto da viagem para chegar a tempo para a 
entrevista? R: 128 km/h 
 
2º - Você dirige do Rio a SP metade do tempo a 55 km/h e a outra metade a 90 km/h. Na volta, você viaja 
a metade da distância a 55 km/h e a outra metade a 90 km/h Qual é a velocidade escalar média (a) do Rio 
a SP, (b) de SP ao Rio e (c) na viagem interia? (d) Qual é a velocidade média na viagem interia? Suponha 
que o movimento ocorre no sentido positivo de x. R: a) 73 km/h b) 68 km/h c) 70 km/h d) 0 
 
3º - A função posição x(t) de uma partícula que está se movendo ao longo do eixo x é x = 4,0 – 6,0t2, com 
x em metros e t em segundos. (a) Em que instante e (b) em que posição a partícula pára 
(momentaneamente)? 
 
4º- A posição de uma partícula que se move ao longo do eixo x é dada em centímetros por x = 9,75 + 
1,50t3, onde t está em segundos. Calcule (a) a velocidade média durante o intervalo de tempo t = 2,00s a t 
= 3,00 s; (b) a velocidade instantânea em t = 2,00 s; (c) a velocidade instantânea em t = 3,00 s; (d) a 
velocidade instantânea em t = 2,50 s; (e) a velocidade instantânea quando a partícula está na metade da 
distância entre suas posições em t = 2,00 s e t = 3,00 s. R: (a) 28,5 cm/s; (b) 18,0 cm/s; (c) 40,5 cm/s; 
(d) 28,1 cm/s; (e) 30,3 cm/s 
 
4º- Um elétron com velocidade inicial v0 = 1,50 x 105 m/s penetra em uma 
região de comprimento L = 1,00 cm, onde é eletricamente acelerado, e sai dessa 
região com v = 5,70 x 106 m/s. Qual é a aceleração do elétron, supondo que seja 
constante? R: 1,62 x 1015 m/s2 
 
5º - A figura ao lado mostra o movimento de uma partícula que se move ao longo do 
eixo x com aceleração constante. A escala vertical do gráfico é definida por xs = 6,0 
m. Quais são (a) o módulo e (b) o sentido da aceleração da partícula. R: (a) 4,0 m/s2 (b) 
positivo 
6º - Um ponto move-se de acordo com as seguintes equações de movimento: 
 x(t) = 5t2 + 2t3; y(t) = 5t2 – t4 ; z(t) = 25t – t3 
onde x, y e z são medidos em metros e t em segundos. Ache: 
a) O vetor velocidade em qualquer instante t; 
b) O vetor aceleração em qualquer instante t; 
c) O módulo da velocidade em qualquer instante t; 
d) O módulo da aceleração em qualquer instante t; 
e) Os valores numéricos de todos estes valores quando t = 2s; 
 
7º - Uma partícula sai da origem em t = 0s e depois disso seu movimento é descrito pelas equações de 
movimento x’’ = αt e y’’ = z’’ = 0, onde a é uma constante. Seu vetor velocidade inicial tem uma 
componente v0 ao longo da direção x e não possui componente y ou z. Ache: 
a) As componentes x, y e z de sua velocidade e deslocamento, para qualquer instante t 
b) Quais são as componentes do deslocamento, da velocidade e da aceleração em t = 3s. se a tiver o 
valor de 4 m/s3 e v0 = 24 m/s. 
8º - Um avião em mergulho solta uma bomba, sendo a posição inicial do avião dada por r = 1000j(m) e 
sua velocidade neste instante, v0 = 100 i – 50 j(m/s). Escreva os vetores posição e velocidade da bomba 
dois segundos após o lançamento. Qual o alcance da mesma? 
 
9º - Lança-se um corpo verticalmente para cima com velocidade inicial de 80 m/s. Depois de quanto 
tempo, a partir do instante de lançamento, o corpo passa, na descida por um ponto situado a 240 metros 
acima do ponto de lançamento? 
10º - Um foguete é lançado verticalmente e sobe com uma aceleração vertical constante de 20 m/s2, 
durante 1,0 minuto. Seu combustível foi então totalmente consumido e ele continua com uma partícula 
livre. (a) Qual a altitude máxima atingida? (b) Qual o tempo total decorrido desde o lançamento até que o 
foguete volte à terra? 
11º - Dois projéteis são lançados, no mesmo plano, sendo: 
 v0 (A) = 10i + 20j (m/s) e v0(B) = -5i + 30j (m/s) 
 r0(A) = 0 e r0(B) = 50i (m) 
a) Qual o ponto comum do plano em que ambos passam? Após o primeiro passar por este ponto, 
quantos segundos depois o outro passará? 
b) Qual a distância que os separa após a queda? 
 
12º - O alcance de um projétil é 4 vezes sua altura máxima, e ele permanece no ar durante 2s. 
a) Em que ângulo ele foi lançado? c) Qual foi a velocidade inicial? 
b) Qual é o alcance? 
13º - A aceleração angular de uma partícula em movimento circular de raio R = 50 cm é dada pela 
equação: a(t) = t2 – 2t + 1(rad/s2). Calcular: 
a) ω(t) e t(t), sabendo-se que para t = 1s ω = 5,0 rad/s e θ = 4 rad 
b) A aceleração total da partícula, para t = 2s. 
 
14º - Uma partícula descreve o círculo de acordo com a lei: S = t2 – t, onde S é medido em metros e t em 
segundos. Se a aceleração total da partícula é 201/2 para t = 2s, encontre o raio do círculo. 
 
15º - Com que velocidade linear você está se movendo devido à rotação da Terra em torno do eixo? E 
devido à translação da Terra em torno do Sol? (aproxime a órbita da Terra por um círculo). Em cada um 
dos dois casos, calcule a sua aceleração centrípeta em m/s2 e exprima-a como um percentual da 
aceleração da gravidade. 
 
16º - Na figura abaixo, a roda maior, de 30 cm de raio, transmite 
seu movimento à menor, de 20 cm de raio, através da correia sem 
fim C, que permanece sempre bem esticada e sem deslizar. A roda 
maior, partindo do repouso com aceleração angular uniforme, leva 
1 minuto para atingir sua velocidade de regime permanente, e 
efetua um total de 540 rotações durante este intervalo. Calcule a velocidade angular da roda menor e a 
velocidade da correia uma vez atingido o regime permanente.