2ª Lista de Exercicios Fisica Basica I Cinematica

Prévia do material em texto

Professor: Jheison Lopes dos Santos 
Disciplina: Física Básica I 
“Enquanto houver chances de derrota, haverá chances de vitória.” 
Jheison Lopes 
 
2ª Lista de Exercícios de Física Básica I - CINEMÁTICA 
 
1- Um corpo, cuja função horária da posição 𝑥(𝑡) = 10 + 5𝑡, persiste em movimento 
retilíneo uniforme por 1 minuto. Qual a velocidade média desse corpo após 1 minuto? 
Qual seria a velocidade instantânea do objeto no instante 20 segundos? E em 35 
segundos? 
 
2- Em uma dada estrada, um automóvel segue com uma velocidade constante de 20 m/s, 
até que avista um cruzamento. Neste cruzamento, a velocidade máxima permitida é de 10 
m/s. Qual o módulo da aceleração que deve ser empregada para retardar o veículo, uma 
vez que o automóvel está a 15 m do cruzamento? 
 
3- Um rebocador possui a função horária da posição do MRUV 𝑥(𝑡) = 5 + 3𝑡 + 2𝑡². 
Qual seria a aceleração média desta embarcação? E a velocidade inicial? E a posição 
inicial? Determine a velocidade instantânea e a posição deste rebocador no instante 10 s. 
Determine também a aceleração instantânea para o instante 15 s. 
 
4- Um dado móvel saiu de uma posição 𝑥(𝑡1) = 10 𝑚 e chegou à posição 𝑥(𝑡2) = 37 𝑚 
em apenas 3 segundos. Qual a velocidade média desse móvel? 
 
5- Uma esteira transporta a matéria-prima de uma empresa com uma velocidade média 
de 𝑣𝑚 = 5 𝑚/𝑠. Sendo sua extensão de 7 m, quanto tempo levaria para que a matéria-
prima, partindo de uma extremidade da esteira, atingisse a outra. Se houvesse uma esteira 
menor, com 4 m de extensão, qual deveria ser a velocidade média da mesma para que as 
matérias-primas chegassem juntas ao ponto final, assumindo que ambas as matérias-
primas partiriam do início de suas respectivas esteiras? 
 
6- Observando um carro de Fórmula 1, observou-se que, no trecho de velocidade 
constante, sua função horária da posição era 𝑥(𝑡) = 100 + 30𝑡. Sabendo-se que tal 
trecho é percorrido em 1min15s, calcule sua posição em tal instante. Qual seria esta 
posição se o mesmo tivesse partido da origem, ou seja, 𝑥0 = 0 𝑚. 
 
7- Uma embarcação transportando vários contêineres necessita de precaução ao realizar 
seu trajeto, a fim de que não danifique os produtos a serem entregues. Desta forma, foi 
solicitado que tal embarcação mantivesse a função horária da posição 𝑥(𝑡) = 15𝑡. 
Determine sua posição quando decorridas 2 horas de viagem e quanto tempo levaria para 
completá-la, uma vez que a distância a ser percorrida é de 110 km. 
 
8- A posição de um objeto está relacionada com o tempo pela função 𝑥(𝑡) = 4t2 − 8𝑡 +
6, onde t é medido em segundos e x em metros. Determine (a) a velocidade em t = 3 s e 
(b) a aceleração em t = 1 s. 
 
9- A posição de um objeto está relacionada com o tempo pela função 𝑥(𝑡) = 3𝑡 − 4𝑡2 +
𝑡³, onde t é medido em segundos e x em metros. Determine (a) o deslocamento entre os 
instante t = 0 e t = 4 s; (b) a velocidade média no intervalo entre t = 2 s e t = 4 s; (c) a 
velocidade para t = 3 s. 
 
10- A velocidade de uma partícula, em metros por segundo, é dada por 𝑣(𝑡) = 7 − 4𝑡. 
Calcule o deslocamento entre os instantes t = 2 s e t = 4 s. 
Professor: Jheison Lopes dos Santos 
Disciplina: Física Básica I 
“Enquanto houver chances de derrota, haverá chances de vitória.” 
Jheison Lopes 
 
11- A aceleração de um foguete é dada por 𝑎(𝑡) = 𝐶𝑡, onde C é uma constante. Determine 
v(t) e x(t), sendo dados 𝑣(0) = 𝑣0 e 𝑥(0) = 𝑥0. 
 
12- O gráfico da velocidade em função do tempo para uma partícula que parte da origem 
e se move ao longo do eixo x está representado abaixo. (a) Quantos metros a partícula 
terá percorrido ao todo, ao fim de 12 segundos? (b) Qual o valor de x nesse instante? 
 
 
13- Um automóvel se desloca sobre uma estrada retilínea. Sua velocidade passa de 5 m/s 
para 15 m/s em 20 s. A seguir, passa de 15 m/s para 35 m/s em um intervalo de 80 s. 
Calcule o módulo da aceleração média em cada uma das duas etapas do percurso. 
 
14- A aceleração de um objeto, em m/s², é dada por 𝑎(𝑡) = 2𝑡 − 1. Sendo x(0) = –1 m e 
v (1) = 2 m/s, calcule x(2). 
 
15- Quando a luz verde de um sinal de trânsito acende, um carro parte com aceleração 
constante a = 2,2 m/s². No mesmo instante, um caminhão, com velocidade constante de 
9,5 m/s, ultrapassa o automóvel. (a) A que distância, após o sinal, o carro ultrapassará o 
caminhão? (b) Qual a velocidade do carro nesse instante? 
 
16- Determine a velocidade média para o intervalo entre 1 s e 5 s e a velocidade 
instantânea para os instantes t = 1 s e t = 5 s para as funções da posição abaixo: 
a) 𝑥(𝑡) = 3𝑡2 
b) 𝑥(𝑡) = 10 + 2𝑡 
c) 𝑥(𝑡) = 5 + 5𝑡3 
d) 𝑥(𝑡) = 7 + 4𝑡 + 2𝑡2 
e) 𝑥(𝑡) =
𝑡
2
+ 𝑡³ 
 
17- No saque mais rápido já medido de tênis, a bola deixa a raquete a 73,14 m/s. O saque 
de uma bola de tênis normalmente está em contato com a raquete por 30,0 ms e parte do 
repouso. a) Qual foi a aceleração do saque, supondo-a constante? b) Qual foi a distância 
percorrida pela bola durante o saque? 
 
18- Um navio pesqueiro se desloca 30 km para a esquerda e 40 km para o norte e, ao final 
do trajeto, levou 1h30. Determine, em metros por segundo, a velocidade média desse 
navio. 
 
19- Um certo trajeto é realizado em 2h20 min com uma velocidade média de 105 km/h. 
Contudo, em um dia de tráfego mais intenso, a velocidade média passa a ser de 70 km/h. 
Determine o intervalo de tempo para realizar este trajeto. 
Professor: Jheison Lopes dos Santos 
Disciplina: Física Básica I 
“Enquanto houver chances de derrota, haverá chances de vitória.” 
Jheison Lopes 
 
20- Um rebocador segue sua trajetória com velocidade constante de 20 km/h. No entanto, 
avista um obstáculo à frente, necessitando parar em apenas 200 m. Determine a aceleração 
necessária para realizar tal tarefa. 
 
21- Um veículo segue com velocidade de 70 km/h, até que avista um pardal eletrônico 
500 m à frente. Considerando que o máximo de aceleração negativa que este veículo 
possui é de 3 m/s², verifique se o mesmo será multado, uma vez que a velocidade máxima 
permitida pelo pardal eletrônico é de 50 km/h. 
 
22- Um corpo se move em trajetória retilínea e sua velocidade em função do tempo é 
apresentado abaixo. a) Identifique o tipo de movimento do veículo nos intervalos de 
tempo de 0 a 10 s, de 10 a 30 s e de 30 a 40 s, respectivamente; b) Calcule a velocidade 
média do veículo no intervalo de tempo entre 0 e 40 s. 
 
 
23- Um ciclista parte do repouso e alcança a velocidade de 30 km/h após percorrer uma 
distância de 20 m ao longo de uma trajetória retilínea. Determine a sua aceleração, se ela 
for constante, e quanto tempo o ciclista leva para atingir os 30 km/h. 
 
24- Um carro, inicialmente em repouso, alcança a velocidade de 80 m/s após percorrer 
500 m por um trecho retilíneo de uma estrada. Determine sua aceleração e o tempo 
decorrido nesse percurso. 
 
25- Uma estrada possui um trecho retilíneo de 2.000 m, que segue paralelo aos trilhos de 
uma ferrovia também retilínea naquele ponto. No início do trecho um motorista espera 
que na outra extremidade da ferrovia, vindo ao seu encontro, apareça um trem de 480 m 
de comprimento e com velocidade constante e igual, em módulo, a 79,2 km/h para então 
acelerar o seu veículo com aceleração constante de 2 m/s². O final do cruzamento dos 
dois ocorrerá em quanto tempo? 
 
 
26- O gráfico representa a posição de uma partícula em função do tempo. Qual a 
velocidade média da partícula, em metros por segundo, entre os instantes t = 2,0 min e t 
= 6,0 min? 
 
Professor: Jheison Lopes dos Santos 
Disciplina: Física Básica I 
“Enquanto houver chances de derrota, haverá chances de vitória.” 
Jheison Lopes 
27-O movimento de um corpo ocorre sobre um eixo x, de acordo com o gráfico, em que 
as distâncias são dadas em metros e o tempo, em segundos. A partir do gráfico, determine: 
a) a distância percorrida entre o instante t1 = 0,5 s 
e t2 = 1,5 s; 
b) a velocidade média do corpo entre t1 = 0,0 s e t2 
= 2,0 s; 
c) a velocidade instantânea em t = 2,0 s. 
 
 
28- O gráfico representa a variação das posições de um móvel em função do tempo (s(t)). 
 
O gráfico de v x t que melhor representa o movimento dado, é: 
 
 
29- Um motorista, à 50 m de um semáforo, percebe a luz mudar de verde para amarelo. 
O gráfico mostra a variação da velocidade do carro em função do tempo a partir desse 
instante. Com base nos dados do gráfico, onde pode-se afirmar que o motorista para? 
 
 
30- O gráfico mostra a variação da velocidade de um automóvel em função do tempo. 
Supondo-se que o automóvel passe pela origem em t = 0, calcule o deslocamento total, 
em metros, depois de transcorridos 25 segundos.