Lista Queda Livre

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
Professor: Fábio Bartolomeu Santana 
Disciplina: FSC 5101 (Física I) 
Lista de Problemas: MUV e Queda Livre 
Data: 05/04/2016 
 
1) Um trem de passageiros de alta velocidade, correndo a 
160 km/h faz uma curva e após esta o maquinista 
alarma-se ao ver que uma locomotiva, saindo de um 
desvio, encontra-se na mesma linha férrea do trem, 0,68 
km à frente. A locomotiva desloca-se a 29 km/h. O 
maquinista do trem de passageiros imediatamente 
aplica os freios. Qual deverá ser a “desaceleração” do 
trem para não haver colisão? Superior a 0,973 m/s2 
 
2) Dois trens, um movendo-se a 72 km e outro a 144 km/h, 
trafegam na mesma linha férrea em sentidos opostos. 
Quando estão distantes um do outro por uma distância 
de 950 m, cada maquinista vê o outro trem e aciona os 
freios. Se eles podem “desacelerar” a taxa de 1 m/s2, 
determine se haverá colisão. Suponha que os 
maquinistas não acionem a marcha ré após pararem 
seus trens. Haverá colisão. 
 
3) O único cabo que sustenta um elevador usado em uma 
construção civil rompe-se quando o elevador encontra-
se no topo de um edifício de 120 m. 
 
a) Com que velocidade o elevador colide com o solo? 48,5 
m/s 
b) Quanto tempo ele demora a atingir o solo? 4,9 s 
c) Qual era a sua velocidade ao passar pelo ponto médio 
da trajetória? 34,3 m/s 
d) Quanto tempo decorreu até que passasse pelo ponto 
médio da trajetória? 3,5 s 
 
4) Em um canteiro de obras uma ferramenta atinge o solo 
com velocidade de 24 m/s. 
 
a) Qual a altura da qual ele caiu? 29,4 m 
b) Durante quanto tempo perdurou a queda? 2,45 s 
 
5) Com qual velocidade uma bola deve ser jogada 
verticalmente para cima de modo a atingir uma altura 
de 50 m? Durante quanto tempo ela permanecerá no ar? 
31,3 m/s e 3,2 s 
 
6) Uma pedra é abandonada do alto de um penhasco de 
100 m de altura. Quanto tempo ela demora a cair: 
 
a) Os primeiros 50 m de queda. 3,2 s 
b) Os últimos 50 m de queda. 1,32 s 
 
7) Um garoto pretende jogar sobre uma balsa um pequeno 
recipiente com utensílios para seu pai. Devido a 
impossibilidade de parar a embarcação, o pai sugere 
que o garoto abandone o pacote do alto de uma ponte, 
cuja altura é de 45 m. O pai combina com o garoto que 
ficará posicionado na extremidade da frente da 
embarcação. Para ter sucesso, o garoto deverá 
abandonar o pacote quando a extremidade da frente da 
balsa estiver a 12 m da linha vertical da ponte. Que 
velocidade deve ter a embarcação para que a 
“operação” tenha êxito? 4 m/s 
 
8) Uma bola de argila cai de uma altura de 15 m. Ela 
permanece em contato com o solo, antes de parar em 
definitivo (enquanto se deforma), durante 0,002 s. Qual 
a aceleração média durante a colisão da bola com o 
solo? 8.573 m/s2 dirigida para cima 
 
9) Uma bola é atirada verticalmente para baixo, com uma 
velocidade de 20 m/s, de uma altura de 60 m. 
 
a) Qual a velocidade imediatamente antes de colidir com o 
chão? 39,7 m/s 
b) Quanto tempo perdura a queda? 4 s 
c) Refaça os itens (a) e (b) considerando que a bola tenha 
sido lançada inicialmente para cima. 6 s 
 
10) Uma pessoa saltou do topo de um edifício de 44 m de 
altura caindo em cima da caixa de um ventilador 
metálico. Devido ao impacto, a caixa, também 
metálica, afundou de 46 cm. A pessoa, embora 
bastante machucada, sobreviveu. Você é o perito que 
apura o acidente e deve determinar a força g a qual a 
pessoa ficou submetida no impacto com a caixa 
metálica. 95,6 g 
 
11) Um balão sobe com velocidade de 12 m/s e está a uma 
altura de 80 m acima do solo quando um pequeno 
saco de areia se desprende. 
 
a) Quanto tempo decore até que o saco de areia chegue ao 
solo? 5,4 s 
b) Com que velocidade ele atinge o solo? 41,4 m/s 
 
12) Um método possível para medir a aceleração da 
gravidade g consiste em lançar uma bolinha para cima 
num tubo onde se fez vácuo e medir com precisão os 
instantes t1 e t2 de passagem (na subida e descida, 
respectivamente) por uma altura z conhecida, a partir 
do instante de lançamento. Considerando um 
experimento dessa natureza, mostre que 
 
� =
2�
����
 
 
13) Uma bola de vôlei é impelida verticalmente para cima 
a partir de um ponto situado praticamente no chão, 
passando pelo ponto superior da rede após 0,3 s. Ao 
descer, volta a passar por esta posição, cerca de 1,7 s 
após o lançamento. 
 
a) Qual foi a velocidade do arremesso? 9,8 m/s
b) Até que altura a bola sobe? 4,9 m 
c) Qual a altura da rede? 2,5 m 
 
14) Uma forma de medir a profundidade de um poço 
consiste em abandonar um pequeno corpo e medir o 
tempo decorrido na queda do objeto. Sabe
corpo atingiu o fim da queda pelo som do mesmo 
tocando o fundo do poço. 
 
a) Nesse experimento deve-se levar em conta algum outro 
aspecto além da queda livre do corpo a ser abandonado?
b) Se um experimento indicasse que foram necessários 2 s 
para uma pessoa perceber que o corpo atingiu o fundo 
do poço, após ser por ela abandonado, qual seria a 
profundidade do poço? 18,5 m 
 
15) Um vaso de plantas cai do alto de um edifício e passa 
pelo 3° andar, situado 20 m acima do chão, 0,5 s antes 
de se espatifar no chão. 
 
a) Qual é a altura do edifício? 91,9 m 
b) Com que velocidade o vaso atinge o chão? 
(153 km/h) 
 
16) Um foguete para pesquisas meteorológicas é lançado 
verticalmente para cima. O combustível, que lhe 
imprime uma aceleração ascensional de 1,5 g
se em meio minuto. 
 
a) A que altitude pode chegar este foguete? 16,5 km
b) Com que velocidade e depois de quanto tempo ele 
voltaria a atingir o chão? 570 m/s (2.052 km/h) e 1 
minuto e 13 s 
 
17) O gráfico que segue representa o movimento de um 
móvel que se desloca a partir da origem dos espaços.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) Determine as acelerações que o móvel tem ao longo do 
movimento. 1,5 m/s2 e – 6 m/s2 
b) Ocorre inversão de sentido de movimento? Caso 
afirmativo, em que instante? Sim, 10 s 
c) Quantos metros a partícula terá percorrido, para frente e 
para trás, ao fim de 12 s de movimento? 60 m e 12 m
d) Onde a partícula estará no instante t = 12 s
e) Elabore os gráficos da posição e da aceleração em 
v (m/s) 
8 
12 
12 
-12 
passando pelo ponto superior da rede após 0,3 s. Ao 
descer, volta a passar por esta posição, cerca de 1,7 s 
9,8 m/s2 
Uma forma de medir a profundidade de um poço 
consiste em abandonar um pequeno corpo e medir o 
Sabe-se que o 
corpo atingiu o fim da queda pelo som do mesmo 
se levar em conta algum outro 
aspecto além da queda livre do corpo a ser abandonado? 
Se um experimento indicasse que foram necessários 2 s 
a pessoa perceber que o corpo atingiu o fundo 
do poço, após ser por ela abandonado, qual seria a 
Um vaso de plantas cai do alto de um edifício e passa 
pelo 3° andar, situado 20 m acima do chão, 0,5 s antes 
Com que velocidade o vaso atinge o chão? 42,5 m/s 
Um foguete para pesquisas meteorológicas é lançado 
verticalmente para cima. O combustível, que lhe 
1,5 g, esgota-
16,5 km 
Com que velocidade e depois de quanto tempo ele 
570 m/s (2.052 km/h) e 1 
O gráfico que segue representa o movimento de um 
desloca a partir da origem dos espaços. 
Determine as acelerações que o móvel tem ao longo do 
Ocorre inversão de sentido de movimento? Caso 
Quantos metros a partícula terá percorrido, para frente e 
60 m e 12 m 
t = 12 s? 48 m 
Elabore os gráficos da posição e da aceleração em 
18) O gráfico a seguir representa o movimento de um 
móvel ao longo de uma estrada. Para a análise deste 
movimento, considere que o corpo desloca
linha reta, tomando como referencial o “
 
a) Identifique o tipo de movimento em cada trecho 
(indique o intervalo de tempo quecompreende cada 
trecho) e determine as respectivas funções horárias.
b) Represente graficamente o comportamento da 
velocidade em cada trecho do movimento.
c) Represente graficamente o comportamento da 
aceleração em cada trecho do movimento
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
t (s) 
16 
O gráfico a seguir representa o movimento de um 
móvel ao longo de uma estrada. Para a análise deste 
movimento, considere que o corpo desloca-se em 
linha reta, tomando como referencial o “eixo x”. 
Identifique o tipo de movimento em cada trecho 
intervalo de tempo que compreende cada 
trecho) e determine as respectivas funções horárias. 
Represente graficamente o comportamento da 
velocidade em cada trecho do movimento. 
Represente graficamente o comportamento da 
aceleração em cada trecho do movimento.