Exercícios Aula 4 gabarito

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Física 1 – Aula 4 e 5 Gabarito: 
Resposta da questão 1:
 [B]
Verdadeira. Cálculo da velocidade de saída, pela conservação da energia mecânica, tomando como referência a superfície da mesa.
Como a componente horizontal da velocidade não varia e o tempo de queda é o alcance horizontal é:
Verdadeira. Para a queda livre, tem-se:
Portanto, o tempo de queda depende apenas da altura de queda e da intensidade do campo gravitacional local. Então o tempo de queda também é igual a 1 s.
Falsa. Conforme demonstrado acima.
Falsa. Quando se conhece o tempo de queda não é necessário conhecer a altura de queda para determinação do alcance horizontal, como confirma a primeira afirmativa. 
Resposta da questão 2:
 [B]
No lançamento horizontal, o tempo de queda independe da velocidade inicial, sendo igual ao tempo de queda livre. Assim:
 
Resposta da questão 3:
 [D]
A situação representa um lançamento horizontal e desmembrando este movimento temos um movimento de queda livre na vertical e movimento uniforme na horizontal.
No eixo horizontal temos um MRU:
 
Donde tiramos o tempo de queda, usando o alcance e a velocidade horizontal:
No eixo vertical para a altura em função do tempo, temos a expressão:
 
Com os dados fornecidos e o tempo calculado:
 
Resposta da questão 4:
 [A]
O movimento do puma se jogando para pegar a presa é um lançamento horizontal. Desta forma, pode-se dizer que o tempo de movimento é igual ao tempo de queda. Como a velocidade inicial no eixo vertical () é nula, temos que:
 
Assim, o deslocamento horizontal do puma é de:
 
Em posse desse deslocamento, é fácil notar que a resposta é a alternativa [A]. 
Resposta da questão 5:
 [E]
1ª Solução:
O tempo de queda da esfera é igual ao tempo para ela avançar 5 m com velocidade horizontal constante de v0 = 5 m/s.
 
A componente vertical da velocidade é:
 
Compondo as velocidades horizontal e vertical no ponto de chegada:
 
2ª Solução:
Calculando a altura de queda:
 
Pela conservação da energia mecânica:
 
Resposta da questão 6:
 [E]
Calculando o tempo de queda e substituindo no alcance horizontal
 
Resposta da questão 7:
 [B]
Se a velocidade relativa ao vagão é a mesma, o alcance horizontal relativo ao vagão também é o mesmo, ou seja, 5 m. 
Resposta da questão 8:
 [C]
Como se trata de um lançamento horizontal, o tempo de queda é o mesmo do tempo de queda da queda livre:
 t = 0,45 s. 
Resposta da questão 9:
 [E]
O movimento na vertical é uniformemente variado:
O movimento na horizontal é uniforme:
 
Resposta da questão 10:
 [D]
A figura abaixo mostra as trajetórias do dardo e do macaco.
Macaco queda livre 
Dardo na horizontal MU 
Resposta da questão 11:
 [D]
Como a esfera caiu de 0,80 m podemos calcular o tempo de queda.
S = S0 + v0.t + gt2/2
0,80 = 0 + 0 + 10.t2/2
0,80 = 5.t2
0,16 = t2 t = 0,4 s
Este também é o tempo de avanço da bolinha.
Como na horizontal não existem forças durante a queda, na horizontal o movimento é uniforme.
 
Resposta da questão 12:
 a) A bola é lançada obliquamente, então as velocidades iniciais serão tomadas nos eixos vertical e horizontal de acordo com a trigonometria:
 
Como
 
O tempo para atingir a altura máxima é obtido quando a velocidade vertical é igual a zero:
 
A altura máxima será:
 
b) Imediatamente antes da colisão, a velocidade da bola é igual à velocidade horizontal 
A velocidade final após o choque inelástico é calculada com a conservação da quantidade de movimento 
 
Resposta da questão 13:
 [D]
Sabendo que no ponto mais alto da trajetória (ponto de altura máxima) a componente vertical da velocidade é nula, pode-se calcular o tempo de descida do projétil.
 
Como o tempo de descida é o mesmo da subida, então temos que o tempo total do movimento é o dobro da descida.
Analisando somente o movimento na horizontal, podemos analisa-lo como um movimento retilíneo uniforme (MRU). Assim,
 
Resposta da questão 14:
 [C]
Sabendo que na posição da altura máxima a componente vertical da velocidade é zero, utilizando a equação de Torricelli, podemos dizer que:
 
Note que a aceleração neste movimento é em módulo igual a aceleração da gravidade. Porém, devido a aceleração da gravidade, no movimento analisado, está contra o movimento.
Sabendo que o ângulo de lançamento da bola é de podemos encontrar a velocidade inicial da bola.
 
Resposta da questão 15:
 [E]
As componentes da velocidade inicial nas direções vertical e horizontal em módulo, são:
 
Sabendo que na altura máxima, a componente vertical da velocidade é nula, o tempo de subida será:
 
Logo, o tempo total (subida e descida) será o dobro do tempo de subida. 
 
A altura máxima será:
 
A bola chegará ao solo com a mesma velocidade em módulo que a velocidade de lançamento, ou seja, 
E, finalmente, na altura máxima, somente a componente vertical da velocidade é nula, portanto a velocidade na altura máxima é dada pela componente horizontal, isto é, 
Com tudo isso, temos a alternativa [E] correta. 
Resposta da questão 16:
 [D]
Temos um lançamento oblíquo na qual podemos separar em dois movimentos independentes: horizontalmente, um movimento retilíneo uniforme com velocidade constante de módulo e, verticalmente, um lançamento vertical com velocidade inicial igual a 
Para o ponto mais alto da trajetória a energia cinética está relacionada com a velocidade neste ponto que é devida somente à componente horizontal, ou seja, logo:
 
Já a energia potencial no ponto mais alto será dada pela relação:
Mas essa energia pode ser relacionada à energia cinética inicial no lançamento vertical, por se tratar de um sistema conservativo, então: