Física 1 - Lista 2 - Movimento bidimensional - 2017/1

Prévia do material em texto

Física I – C
Lista de Exercícios 2
1. Um avião voa 482,7 km na direção leste, da cidade A para a cidade B, em 45 minutos e, depois,
965,4 km para o sul, da cidade B para acidade C, em 1,50 h. Considerando a viagem total, quais
são: (a) o módulo, a direção e o sentido do deslocamento? (b) o módulo da velocidade média e (c) a
velocidade escalar média? Respostas: (a) 1079 km; 63,4° ao sul do leste (b) 479,7 km/h (c) 643,6
km/h.
2. Uma partícula move-se de modo que a sua posição como função do tempo é
r=( i+4 t 2 j+t k) , onde r está em m e t em s. Escreva as expressões para: (a) sua velocidade e
(b) sua aceleração. Respostas: (a) (8 m/s2) t j+(1 m/s)k (b) (8 m/s2) j .
3. Um bloco é lançado de uma altura de 3,30 km, a um ângulo de 35,0º acima da horizontal. (a)
Com que velocidade inicial deve ser ejetado de modo a cair a 9,40 km de distância? (b) Quanto
tempo permanece voando? Respostas: (a) 256 m/s (b) 44,8 s.
4. Um avião, fazendo um mergulho sob um ângulo de 37,0º com a horizontal, larga um projétil de
uma altura de 730 m. O projétil atinge o solo depois de 5,00 s. (a) Qual era o módulo da velocidade
do avião? (b) Qual é a distância horizontal percorrida pelo projétil? (c) Qual é o módulo e a direção
da velocidade do projétil, imediatamente antes de ele atingir o solo? Respostas: (a) 203 m/s
(b) 810 m (c) 236 m/s; 46,5º abaixo da horizontal.
5. Um menino sobe em uma árvore, de modo a ficar no mesmo nível vertical de um pássaro
pousado em outra árvore. O pássaro está a uma distância horizontal de 10 m do menino. O menino
tem uma funda que pode disparar projéteis com uma velocidade de 10 m/s e mira diretamente
(horizontalmente) para o pássaro. (a) Qual é a distância abaixo do pássaro que o projétil atingirá?
(b) Qual é a inclinação em relação à horizontal que o menino precisa impor à funda para atingir o
alvo? Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s2. Respostas: (a) 5,0 m (b) 45º.
6. Uma pedra é atirada com velocidade inicial de 36,6 m/s e ângulo de 60,0º acima da horizontal,
na direção de um rochedo de altura h. A pedra atinge o rochedo 5,50 s após o lançamento.
Determine: (a) a altura h do rochedo; (b) o módulo e a direção da velocidade da pedra no instante
do impacto; (c) a altura máxima H atingida a contar do solo e (d) a distância horizontal entre o
ponto de lançamento e o ponto onde a altura é máxima. Respostas: (a) 26,1 m (b) 28,8 m/s; 50,5º
abaixo da horizontal (c) 51,3m (d) 59,2 m
7. (a) Qual é a aceleração radial de um objeto no Equador terrestre, considerando apenas o
movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo? (b) E qual é a aceleração radial de um objeto
em Porto Alegre (30º de latitude Sul)? Expresse suas respostas em função de g. O raio da Terra e
6,37×106 m. Respostas: (a) g/291 (b) g/336.
8. Um homem consegue remar um barco, em águas paradas, com uma velocidade de 4,50 km/h. (a)
Suponha que ele esteja atravessando um rio em que a velocidade da correnteza vale 2,00 km/h, e
determine a direção segundo a qual deve orientar o barco para atingir um ponto diretamente oposto
ao ponto de onde ele partiu numa das margens do rio. (b) Se a largura do rio for igual a 3,00 km,
quanto tempo levará para atravessar o rio nas condições do item anterior? (c) Em que direção
deveria orientar o barco, se desejasse atravessar o rio no menor tempo possível? Quanto tempo ele
levaria em atravessar o rio? Respostas: (a) 26,4º com a perpendicular à margem, na direção oposta
à da correnteza (b) 0,74 h (c) perpendicularmente à margem; 0,667 h.
9. Um piloto de avião coloca o curso da direção de leste para oeste com uma bússola e mantém
uma velocidade em relação ao ar de 220 km/h. Depois de voar durante 0,500 h, ele se encontra
sobre uma cidade a 120 km a oeste e 20 km ao sul das sua posição inicial. Ache a velocidade do
vento (módulo, direção e sentido). Resposta: 44,7 km/h, 26,6º a oeste do sul.