Exercícios Física 1 Cinemática - Alexandre

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Alexandre
Universidade Veiga de Almeida
Exercícios de Física sobre Cinemática
Professor: Alexandre
Para desferir um golpe em sua vítima, uma serpente acelera a cabeça a 50 m/s2. Se um carro pudesse acelerar com esse mesmo valor, de quanto tempo ele necessária para atingir a velocidade de 100 km/h, partindo do repouso? R: 0,556 s.
Um trem deve partir de uma estação A e parar na estação B, distante 4000 m de A. A aceleração e a desaceleração podem ser no máximo 5,0 m/s2 e a maior velocidade do trem é de 20 m/s. Determine o tempo mínimo para o trem completar o percurso de A até B, em segundos. R: 204 s.
Um automóvel movendo-se com aceleração constante percorre a distância entre dois pontos distantes a 60 m um do outro em 6,0 s. A sua velocidade escalar quando passa pelo segundo ponto é de 15 m/s. (a) Qual a velocidade escalar quando passa no primeiro ponto? (b) Qual a aceleração? (c) A que distância aquém do primeiro ponto o carro estava em repouso? R: (a) 5,0 m/s (b) 1,67 m/s2 (c) 7,49 m.
Um objeto tem movimento uniformemente acelerado que é dado pelo gráfico, que descreve a variação de velocidade em função do tempo. Para t = 6,0 s, determine: (a) o módulo da velocidade do objeto; (b) o módulo da aceleração do objeto.
 
A posição de uma partícula movendo-se em linha reta é dada por x = 3t – 4t2 + t3, onde x é dado em metros e t em segundos. (a) Qual é a posição da partícula nos instantes t = 1 s e 4 s? (b) Qual é o deslocamento da partícula entre os instantes t = 0 e t = 4 s? (c) Qual é a velocidade média para o intervalo de tempo compreendido entre os instantes t = 2 s e t = 4 s? R: (a) 0 e 12 m. (b) 12 m. (c) 7 m/s.
Uma partícula move-se em direção x de acordo com a seguinte equação x = 50t + 10t2, onde x é dado em metros e t em segundos. Calcule: (a) a velocidade média da partícula durante os três primeiros segundos do seu movimento; (b) a velocidade instantânea da partícula para t = 3,0 s; (c) a aceleração instantânea da partícula para t = 3,0 s. R: (a) 80 m/s. (b) 110 m/s. (c) 20 m/s2.
7- Um objeto é forçado a se mover ao longo do eixo x de tal forma que seu deslocamento é dado pela equação x = 30 + 20 t ( 15t2 onde x está em metros e t em segundos. (a) Ache a expressão da velocidade e da aceleração. Essa aceleração é constante? (b) Qual á a posição inicial e a velocidade inicial do objeto? (c) A que tempo e distância da origem a velocidade é zero? (d) A que tempo e posição a velocidade é ( 50 m/s? R: (a) (20 – 30t) (b) 30 m 20 m/s (c) 2/3 s 36,7 m (d) 2,3 s – 5 m
8- Um motorista dirigindo um carro com velocidade constante de 31 m/s, passa por um policial estacionado em sua motocicleta. Passados 2,5 s após o carro ter passado, o policial inicia a perseguição com uma aceleração constante de 3,6 m/s2. Qual será a velocidade do policial quando ele alcançar o motorista. R: 79 m/s.
9- Um objeto tem uma aceleração constante de 3,2 m/s2 . Em um certo instante a sua velocidade é de 9,6 m/s. (a) Qual era sua velocidade 2,5 s antes? (b) Qual será sua velocidade 2,5 s depois? R: (a) 1,6 m/s. (b) 17,6 m/s.
10- Numa estrada seca, um carro com pneus em bom estado é capaz de frear com uma desaceleração de 4,92 m/s2 (suponha constante), (a) Viajando inicialmente a 24,6 m/s, em quanto tempo esse carro conse​gue parar? (b) Que distância percorre nesse tempo. R: (a) 5 s; (b) 61,5 m.
11- Uma pedra é solta do alto de um penhasco de 100 m de altura. Quanto tempo ela demora para cair: (a) os primeiros 50 m e (b) os segundos 50 m? R: 3,19 s; 1,33 s.
12- Uma pedra, deixada cair de uma ponte, atinge a água em 5 s. Calcule (a) a velocidade com que ela bate n'água; (b) a altura da ponte; (c) o tempo que uma pessoa leva para ouvir o som da pedra atingindo a água (velocidade do som no ar é de aproximadamente 340 m/s). R: 49 m/s; 122,5; 5,06 s.
13- Uma noz desprende‑se do fundo de um elevador, quando este está subindo pelo poço a 3 m/s. A noz bate no fundo do poço em 2 s. (a) A que distância do fundo do poço estava o elevador, quan​do a noz caiu? (b) A que distância acima do fundo estava a noz 0,25 s após ter caído do elevador? R: (a) 13,6 m (b) 14,0 m
14- Deixa-se cair um saco de lastro de um balão que está a 300 m acima do chão, subindo com 13 m/s. Para o saco de lastro, determine: (a) a máxima altura alcançada em relação ao solo; (b) sua posição e velocidade 5 s após ter sido solto, em relação ao solo; (c) o tempo que ele gasta para atingir o solo. R: 308,6 m; 58 m; 36 m/s; 9,3 s.
15- Um projétil é disparado com uma velocidade de horizontal de 330 m/s do topo de um penhasco de 80 m de altura. (a) Quanto tempo gastará para atingir o nível do chão na base do penhasco? (b) Que distância do pé do penhasco ele atingirá? (c) Com que velocidade ele baterá no chão? R: 4,04 s; 1330 m; 332 m/s.
16- Um balão sobe verticalmente com velocidade de 10 m/s. Ao atingir uma altura de 40 m, seu piloto lança horizontalmente (em relação ao balão) uma pedra com velocidade de 30 m/s (em relação ao balão). Qual é a distância horizontal desde a vertical que passa pelo ponto de lançamento até o ponto em que a pedra atinge o solo? R: 119,2 m.
17- Um navio está ancorado a 560 m de um forte, que defende a entrada de um porto, em uma ilha. O canhão de defesa está localizado ao nível do mar e tem uma velocidade de tiro de 82 m/s. (a) Qual é o ângulo de elevação do canhão para atingir o navio? (b) Qual é o tempo de percurso do projétil, até alcançar o navio? Dado: 2sen ( cos ( = sen 2(. R: 28,2o; 7,7 s.
18- Um homem numa torre a 18 m de altura atira horizontalmente uma pedra que atinge um ponto do solo a 25m da torre, determine: (a) a velocidade inicial da pedra; (b) a que distância da torre a pedra atingiria o solo se fosse atirada também horizontalmente, de uma altura de 22 m. R: 14,1 m/s; 29,9 m.
19- No lançamento oblíquo de um projétil, a altura máxima alcançada é 7,2 m. No ponto mais alto da trajetória, a velocidade do projétil é 5 m/s. Desprezando a resistência do ar, determine: (a) a duração total do movimento; (b) a velocidade de lançamento. R: 2,4 s; 12,89 m/s.
20- Um projétil é lançado obliquamente para cima com velocidade de 100 m/s, numa direção que faz um ângulo de 60o com a horizontal. Determine: (a) o tempo total de permanência no ar; (b) a distância máxima atingida; (c) a altura máxima atingida; (d) o módulo da velocidade vetorial do projétil 4 s após o lançamento. R: 17,67 s; 883,70 m; 382,63 m; 68,90 m/s.
21- Um homem corre por sobre o topo de um edifício. Ele corre com uma velocidade de 4,5 m/s. Antes de alcançar a beirada do telhado do edifício ele terá de decidir se deve tentar ou não o salto para o próximo edifício, que está a 6,2 m de distância e a 4,8 m mais baixo. Poderá faze-lo? Justifique sua resposta matematicamente. R: Não x = 4,5 m.
 Bibliografia:
 Fundamentos da Macânica – Halliday - Resnick 2a Edição
 College Physics – Frederick J. Bueche
 Physics – Alvin Halpern
 Concursos pelo Brasil
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Alexandre