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Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 1 Questão 01 - (UECE/2015) As opções Abaixo apresentam algumas grandezas físicas. Assinale aquela que apresenta apenas grandezas vetoriais. a) Força peso, campo elétrico e velocidade. b) Temperatura, aceleração e massa. c) Corrente elétrica, força e calor. d) Empuxo, torque e energia. Questão 02 - (UEPG PR/2015) Sobre os movimentos e suas características, assinale o que for correto. 01. O vetor velocidade de uma partícula que executa um movimento circular uniforme tem intensidade constante. 02. O estado de movimento de um móvel depende do referencial adotado. 04. Uma partícula movimentando-se com aceleração constante pode, em um dado instante, apresentar velocidade nula. 08. Uma roda deslizando sobre um plano inclinado executa um movimento rotacional. Questão 03 - (UEPG PR/2015) As grandezas físicas classificadas como vetoriais são representadas por um vetor. Sobre os vetores e os respectivos cálculos, assinale o que for correto. 01. Um vetor é representado graficamente por um segmento de reta orientado, onde a direção é dada pela reta suporte e o comprimento do segmento é o seu módulo. 02. O produto de um número real n por um vetor v é também um vetor, de mesma direção e sentido de v , se n for positivo, e de sentido contrário, se n for negativo. 04. A soma de dois vetores colineares é igual à soma de seus módulos, e a diferença é a subtração entre seus módulos. 08. É impossível obter o valor do vetor resultante da soma de três vetores não colineares pelo método do paralelogramo. 16. Graficamente, a diferença entre dois vetores sobre um plano é um terceiro vetor representado pela diagonal maior do paralelogramo formado entre eles. Questão 04 - (UFSC/2015) Dois amigos, Tiago e João, resolvem iniciar a prática de exercícios físicos a fim de melhorar o condicionamento. Tiago escolhe uma caminhada, sempre com velocidade escalar constante de 0,875 m/s, 300 m na direção norte e, em seguida, 400 m na direção leste. João prefere uma leve corrida, 800 m na direção oeste e, em seguida, 600 m na direção sul, realizando o percurso com velocidade média de módulo 1,25 m/s. Eles partem simultaneamente do mesmo ponto. De acordo com o exposto acima, é CORRETO afirmar que: 01. o módulo da velocidade média de Tiago é 0,625 m/s. 02. Tiago e João realizam seus percursos em tempos diferentes. 04. o deslocamento de Tiago é de 700 m. 08. a velocidade escalar média de João é de 1,75 m/s. 16. o módulo do deslocamento de João em relação a Tiago é 1500 m. 32. a velocidade de João em relação a Tiago é de 0,625 m/s. Questão 05 - (UNICAMP SP/2015) Movimento browniano é o deslocamento aleatório de partículas microscópicas suspensas em um fluido, devido às colisões com moléculas do fluido em agitação térmica. a) A figura abaixo mostra a trajetória de uma partícula em movimento browniano em um líquido após várias colisões. Sabendo-se que os pontos negros correspondem a posições da partícula a cada 30 s, qual é o módulo da velocidade média desta partícula entre as posições A e B? Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 2 b) Em um de seus famosos trabalhos, Einstein propôs uma teoria microscópica para explicar o movimento de partículas sujeitas ao movimento browniano. Segundo essa teoria, o valor eficaz do deslocamento de uma partícula em uma dimensão é dado por Dt2l , onde t é o tempo em segundos e D = kT/r é o coeficiente de difusão de uma partícula em um determinado fluido, em que k = 3 10 –18 m 3 /sK, T é a temperatura absoluta e r é o raio da partícula em suspensão. Qual é o deslocamento eficaz de uma partícula de raio r = 3 m neste fluido a T = 300 K após 10 minutos? Questão 06 - (UEFS BA/2015) Três vetores A, B e C possuem as seguintes direções x e y: Ax = 9, Ay = –4; Bx = –4, By = 3; Cx = 2, Cy = 3. Dessa forma, o módulo do vetor X = A + B – C é igual a a) 5,0 b) 4,8 c) 4,5 d) 4,0 e) 3,3 Questão 07 - (UFRGS/2015) Em 2014, comemoraram-se os 50 anos do início da operação de trens de alta velocidade no Japão, os chamados trens-bala. Considere que um desses trens desloca-se com uma velocidade constante de 360 km/h sobre trilhos horizontais. Em um trilho paralelo, outro trem desloca-se também com velocidade constante de 360 km/h, porém em sentido contrário. Nesse caso, o módulo da velocidade relativa dos trens, em m/s, é igual a a) 50. b) 100. c) 200. d) 360. e) 720. Questão 08 - (UNIFOR CE/2015) Grandezas físicas são aquelas que podem ser medidas, ou seja, que descrevem quantitativamente a propriedade observada no estudo do fenômeno físico. Em estudos físicos, elas se apresentam nas formas vetoriais ou escalares. Analise as proposições abaixo e assinale a alternativa que apresenta apenas grandezas vetoriais: a) força, tempo, trabalho e massa. b) energia, área, campo elétrico e volume. c) volume, pressão, energia e temperatura. d) velocidade, aceleração, força e campo elétrico. e) aceleração, área, velocidade e pressão. Questão 09 - (UEFS BA/2015) O conceito fundamental da Mecânica é o de movimento, ou seja, da mudança da posição dos corpos ao longo do tempo e em relação a um determinado referencial. Considerando-se uma pedra presa à extremidade de um fio ideal e posta a girar, descrevendo uma circunferência de 50,0cm de raio em um referencial fixo na mão que segura a outra extremidade do fio, conclui-se que o módulo do deslocamento sofrido pela pedra em 2,25 voltas, em m, é, aproximadamente, igual a a) 0,71 Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 3 b) 0,68 c) 0,57 d) 0,53 e) 0,49 Questão 10 - (UFPE/2014) Dados: Aceleração da gravidade: 10 m/s 2 sen(37°) = 0,60; cos(37°) = 0,80 sen(60°) = 0,86; cos(60°) = 0,50 Um objeto executa um movimento cuja trajetória é mostrada na figura abaixo em linha tracejada. Considerando o trajeto do ponto A ao D, o módulo do vetor velocidade média do objeto é 0,40 m/s. Calcule o intervalo de tempo para o objeto perfazer a trajetória do ponto A ao D, em segundos. Questão 11 - (UFRGS/2014) Instrução: Sempre que for necessário utilizar valores dos módulos da aceleração da gravidade na superfície da Terra ou da velocidade da luz no vácuo, considere esses valores como 9,80 m/s 2 e 3,00 10 8 m/s, respectivamente. Um móvel percorre uma trajetória fechada, representada na figura abaixo, no sentido anti-horário. Ao passar pela posição P, o móvel está freando. Assinale a alternativa que melhor indica, nessa posição, a orientação do vetor aceleração total do móvel. a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. Questão 12 - (FGV/2013) Um avião decola de um aeroporto e voa 100 km durante 18 min no sentido leste; a seguir, seu piloto aponta para o norte e voa mais 400 km durante 1 h; por fim, aponta para o oeste e voa os últimos 50 km, sempre em linha reta, em 12 min, até pousar no aeroporto de destino. O módulo de sua velocidade vetorial média nesse percurso todo terá sido, em km∕h, de aproximadamente a) 200. b) 230. c) 270. d) 300. e) 400. Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 4 Questão 13 - (UEL PR/2013) Uma família viaja para Belém (PA) em seu automóvel. Em um dado instante, o GPS do veículo indica que ele se localiza nas seguintes coordenadas: latitude 21°20’ Sul e longitude 48°30’ Oeste. O motorista solicita a um dos passageiros que acesse a Internet em seu celular e obtenha o raio médio da Terra, que é de 6730 km, e as coordenadasgeográficas de Belém, que são latitude 1°20’ Sul e longitude 48°30’ Oeste. A partir desses dados, supondo que a superfície da Terra é esférica, o motorista calcula a distância D, do veículo a Belém, sobre o meridiano 48°30’Oeste. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o valor da distância D, emkm. a) 6730 9 D b) 2)6730( 18 D c) 6730 9 D d) 6730 36 D e) 6730 3 D 2 Questão 14 - (ACAFE SC/2013) A copa das Confederações é uma competição realizada de quatro em quatro anos organizada pela FIFA (Federação internacional de Futebol) e terá o Brasil como sede em 2013. Essa competição servirá como teste para a copa do mundo em 2014. Imagine que, buscando melhorar as marcações da regra de futebol em um jogo, fosse desenvolvido um chip que embutido na bola seria capaz de auxiliar o juiz e ajudar em toda a estatística da partida. Para testar esse chip foi, então, realizado um experimento onde quatro jogadores trocaram passes com a bola de um ponto a outro do campo, como mostra a figura abaixo. (Considere as faixas de grama da mesma largura.) O jogador de número 8 passou a bola para o de número 5 que, em seguida, passou para o de numero 7 e que, finalmente, passou para o de número 9. O módulo do deslocamento, em m, sofrido pela bola do início ao final do teste é: a) 41 b) 10 c) 34 d) 26 Questão 15 - (UDESC/2013) Considere os vetores 1F e 2F que representam deslocamentos e são perpendiculares entre si. Sabendo-se que 1F tem módulo igual a 8 cm e que o vetor resultante da soma 21 FF tem módulo igual a 10 cm, então o vetor 2F possui módulo igual a: a) 6 cm b) 36 cm c) 2 cm d) 4 cm e) 18 cm Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 5 Questão 16 - (UFAL/2013) Super Bowl é um jogo de futebol americano da NFL (Liga Nacional de Futebol), que decide o campeão da temporada do ano anterior. Nesse esporte, o objetivo é ganhar território até adentrar na área ao fundo do campo adversário. Esse campo possui 110 m de comprimento e sabe-se que as distâncias percorridas são medidas em jardas. O Baltimore Ravens é o campeão do Super Bowl XLVII, disputado em 2013. Nesse jogo, o atleta Colin Kaepernick, lançador do time, ajudou sua equipe a avançar 300 jardas. Admitindo que 1 jarda equivale a 90 cm, o terreno que Colin conseguiu avançar com seus lançamentos é equivalente a, aproximadamente, quantos campos de futebol americano? a) 2,5 b) 2,7 c) 3,0 d) 25,0 e) 27,0 Questão 17 - (UFPB/2013) Quando necessário, adote as seguintes convenções: - O valor da aceleração da gravidade: g = 10m/s 2 ; - Os vetores unitários i e j estão ao longo dos eixos x e y , respectivamente, nos sentidos positivos, em um sistema retangular. Um presidiário, em liberdade condicional, usando uma tornozeleira eletrônica, apresenta um comportamento suspeito em uma determinada esquina do centro da cidade. Imediatamente, a Central de Polícia passa um rádio para a viatura em diligência no bairro. A viatura para no ponto A, representado na figura a seguir, e passa a observar o presidiário pelo computador de bordo. O sinal captado por esse computador mostra que o presidiário saiu do ponto B, foi até a esquina, no ponto C, e depois se deslocou até o ponto D, aonde ficou parado. Considere que: as distâncias entre os pontos A e B é igual a 40m; entre os pontos B e C é igual a 30 m e entre os pontos C e D é igual a 40m. Adote o referencial, conforme mostrado na figura, cuja origem está na viatura, no ponto A. Em relação ao movimento do presidiário, considerando as distâncias em metros, pode-se afirmar: I. O vetor posição do ponto C é rC = 30 j. II. O vetor posição do ponto D é rD = 80 i+30 j. III. O módulo do vetor deslocamento entre os pontos C e B é |rC- rB| = 30. IV. O módulo do vetor deslocamento entre os pontos D e B é |rD- rB| = 50. Estão corretas apenas: a) II e III b) I e III c) I e IV d) II, III e IV e) I, II e IV Questão 18 - (UEA AM/2013) São exclusivamente grandezas vetoriais: a) força, aceleração, tempo e temperatura. b) deslocamento, velocidade, calor e potência. c) período, frequência, energia e força. d) campo elétrico, velocidade, aceleração e força. e) aceleração, campo magnético, energia e massa. Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 6 Questão 19 - (UDESC/2012) Observando o movimento de um carrossel no parque de diversões, conclui-se que seu movimento é do tipo circular uniforme. Assinale a alternativa correta em relação ao movimento. a) Não é acelerado porque o módulo da velocidade permanece constante. b) É acelerado porque o vetor velocidade muda de direção, embora mantenha o mesmo módulo. c) É acelerado porque o módulo da velocidade varia. d) Não é acelerado porque a trajetória não é retilínea. e) Não é acelerado porque a direção da velocidade não varia. Questão 20 - (UNESP/2012) No dia 11 de março de 2011, o Japão foi sacudido por terremoto com intensidade de 8,9 na Escala Richter, com o epicentro no Oceano Pacífico, a 360 km de Tóquio, seguido de tsunami. A cidade de Sendai, a 320 km a nordeste de Tóquio, foi atingida pela primeira onda do tsunami após 13 minutos. (O Estado de S.Paulo, 13.03.2011. Adaptado.) Baseando-se nos dados fornecidos e sabendo que cos 0,934, onde é o ângulo Epicentro-Tóquio-Sendai, e que 2 8 3 2 93,4 215 100, a velocidade média, em km/h, com que a 1.ª onda do tsunami atingiu até a cidade de Sendai foi de: a) 10. b) 50. c) 100. d) 250. e) 600. Questão 21 - (UFRN/2011) Uma característica da profissão de carteiro é que ele anda muito através das ruas, fazendo diversos percursos ao longo do seu dia de trabalho. Considere a situação do mapa representado pela Figura abaixo, na qual um carteiro que se encontra no ponto A, localizado na Av. Amintas Barros, se desloca 400m até atingir o cruzamento desta com a Av. Xavier da Silveira, ambas as avenidas situadas em Natal (RN). Em seguida, a partir daquele cruzamento, o carteiro se desloca por mais 300m nesta última avenida até chegar ao endereço procurado, localizado no ponto B. Fonte: Google.map Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 7 Considerando o percurso e as orientações indicadas no mapa, pode-se afirmar que o módulo, a direção e o sentido do vetor deslocamento do carteiro são, respectivamente, a) 700m, L-O e para L. b) 500m, O-L e para O. c) 500m, O-L e para L. d) 700m, L-O e para O. Questão 22 - (UDESC/2011) Considere as seguintes proposições sobre grandezas físicas escalares e vetoriais. I. A caracterização completa de uma grandeza escalar requer tão somente um número seguido de uma. unidade de medida. Exemplos dessas grandezas são o peso e a massa. II. O módulo, a direção e o sentido de uma grandeza caracterizam-na como vetor. III. Exemplos de grandezas vetoriais são a força, o empuxo e a velocidade. IV. A única grandeza física que é escalar e vetorial ao mesmo tempo é a temperatura. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. Questão 23 - (UEPG PR/2011) O estudo da física em duas e três dimensões requer o uso de uma ferramenta matemática conveniente e poderosa conhecida como vetor. Sobre os vetores,assinale o que for correto. 01. A direção de um vetor é dada pelo ângulo que ele forma com um eixo de referência qualquer dado. 02. O comprimento do segmento de reta orientado que representa o vetor é proporcional ao seu módulo. 04. Dois vetores são iguais somente se seus módulos correspondentes forem iguais. 08. O módulo do vetor depende de sua direção e nunca é negativo. 16. Suporte de um vetor é a reta sobre a qual ele atua. Questão 24 - (UFG GO/2011) Canoas (RS) foi a primeira cidade da América Latina a instalar, em 2010, um sistema de segurança capaz de detectar disparos de armas de fogo. O funcionamento desse sistema consiste em medir os instantes da detecção desses disparos por alguns detectores sonoros instalados em pontos específicos da cidade. Considere que ocorreu um disparo no instante t = 0, que foi registrado pelos detectores D0, D1 e D2, dispostos conforme ilustrado na figura, nos instantes t0, t1 e t2, respectivamente. Determine as coordenadas (x,y) do ponto P em que ocorreu o disparo, em função dos instantes de detecção, da velocidade do som v e da distância d. Questão 25 - (ITA SP/2011) Um problema clássico da cinemática considera objetos que, a partir de certo instante, se movem conjuntamente com velocidade de módulo constante a partir dos vértices de um polígono regular, cada qual apontando à posição instantânea do objeto vizinho em movimento. A figura mostra a configuração desse movimento múltiplo no caso de um hexágono regular. Considere que o hexágono tinha 10,0 m de lado no instante inicial e que os objetos se movimentam com velocidade de módulo constante de 2,00 m/s. Após quanto tempo estes se encontrarão e qual deverá ser a distância percorrida por cada um dos seis objetos? Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 8 a) 5,8 s e 11,5 m b) 11,5 s e 5,8 m c) 10,0 s e 20,0 m d) 20,0 s e 10,0 m e) 20,0 s e 40,0 m Questão 26 - (UFRN/2010) Considere que um carro se desloca em linha reta com velocidade constante e, em dado instante, o motorista aciona os freios e o carro se desloca por uma distância, d, até parar. Ao longo do percurso em que o carro se move com os freios acionados, os vetores velocidade e aceleração apresentam, respectivamente, a) a mesma direção e sentidos opostos. b) a mesma direção e o mesmo sentido. c) direções opostas e sentidos opostos. d) direções opostas e o mesmo sentido. Questão 27 - (UFPR/2010) Uma corda de 3,9 m de comprimento conecta um ponto na base de um bloco de madeira a uma polia localizada no alto de uma elevação, conforme o esquema abaixo. Observe que o ponto mais alto dessa polia está 1,5 m acima do plano em que esse bloco desliza. Caso a corda seja puxada 1,4 m, na direção indicada abaixo, a distância x que o bloco deslizará será de: a) 1,0 m. b) 1,3 m. c) 1,6 m. d) 1,9 m. e) 2,1 m. Questão 28 - (FUVEST SP/2010) Pedro atravessa a nado, com velocidade constante, um rio de 60m de largura e margens paralelas, em 2 minutos. Ana, que boia no rio e está parada em relação à água, observa Pedro, nadando no sentido sul-norte, em uma trajetória retilínea, perpendicular às margens. Marta, sentada na margem do rio, vê que Pedro se move no sentido sudoeste-nordeste, em uma trajetória que forma um ângulo com a linha perpendicular às margens. As trajetórias, como observadas por Ana e por Marta, estão indicadas nas figuras abaixo, respectivamente por PA e PM. Se o ângulo for tal que cos = 3/5 (sen = 4/5), qual o valor do módulo da velocidade a) de Pedro em relação à água? b) de Pedro em relação à margem? c) da água em relação à margem? Questão 29 - (PUC RJ/2010) Um pássaro voa em linha reta do ponto A, no solo, ao ponto B, em uma montanha, que dista 400 m do ponto A ao longo da horizontal. O ponto B se encontra também a uma altura de 300 m em relação ao Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 9 solo. Dado que a velocidade do pássaro é de 20 m/s, o intervalo de tempo que ele leva pra percorrer a distância de A a B é de (considere g = 10 m/s 2 ) a) 20 s b) 25 s c) 35 s d) 40 s e) 10 s Questão 30 - (UERJ/2009) Um piso plano é revestido de hexágonos regulares congruentes cujo lado mede 10cm. Na ilustração de parte desse piso, T, M e F são vértices comuns a três hexágonos e representam os pontos nos quais se encontram, respectivamente, um torrão de açúcar, uma mosca e uma formiga. Ao perceber o açúcar, os dois insetos partem no mesmo instante, com velocidades constantes, para alcançá-lo. Admita que a mosca leve 10 segundos para atingir o ponto T. Despreze o espaçamento entre os hexágonos e as dimensões dos animais. A menor velocidade, em centímetros por segundo, necessária para que a formiga chegue ao ponto T no mesmo instante em que a mosca, é igual a: a) 3,5 b) 5,0 c) 5,5 d) 7,0 Blog do Enem Física – Cinemática Vetorial: deslocamento, velocidade e aceleração 10 GABARITO: 1) Gab: A 2) Gab: 07 3) Gab: 03 4) Gab: 25 5) Gab: a) vm = 0,17 m/s b) 610 –4 m 6) Gab: A 7) Gab: C 8) Gab: D 9) Gab: A 10) Gab: 25 11) Gab: D 12) Gab: C 13) Gab: A 14) Gab: D 15) Gab: A 16) Gab: A 17) Gab: D 18) Gab: D 19) Gab: B 20) Gab: E 21) Gab: C 22) Gab: D 23) Gab: 19 24) Gab: As coordenadas do ponto P são: x= d4 ttd4 20 2 2 22 e y= d2 )tt(d 20 2 1 22 25) Gab: C 26) Gab: A 27) Gab: C 28) Gab: a) 0,5 m/s b) 0,83 m/s c) 0,67 m/s 29) Gab: B 30) Gab: D
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