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EXERCÍCIOS DE FÍSICA TEÓRICA I – CINEMÁTICA VETORIAL. PROFESSOR: LUCAS CORRÊA DE ALMEIDA 1. (Unitau-SP) Um móvel parte do , indo até o , onde, mudando o sentido do movimento, vai até o . O deslocamento e a distância efetivamente percorrida são respectivamente: a) e b) e c) e d) e e) e 2. Numa pista atlética retangular de lados e , um atleta corre com velocidade de módulo constante , no sentido horário, conforme mostrado na figura. Em , o atleta encontra-se no ponto A. O módulo do deslocamento do atleta, após de corrida, em metros, é: a) b) c) d) e) 3. (PUCC-SP) Num bairro, onde todos os quarteirões são quadrados e as ruas paralelas distam 100 m uma da outra, um transeunte faz o percurso de P a Q pela trajetória representada no esquema. O deslocamento vetorial desse transeunte tem módulo, em metros, igual a a) 700 b) 500 c) 400 d) 350 e) 300 4. Um homem caminha com velocidade , uma ave com velocidade , e um inseto com velocidade Essas velocidades satisfazem a relação: a) b) c) d) e) 4. Um turista vê da janela do Hotel Othon, na orla marítima de Salvador, BA, o vapor lançado da chaminé de um navio. Sabendo que nesse momento, a distância entre o navio e o turista é de 1020 m e que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, podemos afirmar que o som do apito foi ouvido por ele depois de: a) 4 s b) 3 s c) 6 s d)2 s e) 5 s 4. (UFPA) Maria saiu de Mosqueiro às , de um ponto da estrada onde o marco quilométrico indicava . Ela chegou a Belém às , onde o marco quilométrico da estrada indicava . O Módulo da velocidade média, em quilômetros por hora, do carro de Maria, em sua viagem de Mosqueiro até Belém, foi de: a) 45 b) 55 C) 60 d) 80 e) 120 5. (MACK-SP) O Sr. José sai de sua casa caminhando com velocidade escalar constante de 3,6 km/h, dirigindo-se para o supermercado que está a 1,5 km. Seu filho Fernão, 5 minutos após, corre ao encontro do pai, levando a carteira que ele havia esquecido. Sabendo que o rapaz encontra o pai no instante em que este chega ao supermercado, podemos afirmar que a velocidade escalar média de Fernão foi igual a: a) 5,4 km/h b) 5,0 km/h c) 4,5 km/h d) 4,0 km/h e) 3,8 km/h 6. (UEPI) Em sua trajetória, um ônibus interestadual percorreu 60 km em 80 min, após 10 min de parada, seguiu viagem por mais 90 km à velocidade média de 60 km/h e, por fim, após 13 min de parada, percorreu mais 42 km em 30 min. A afirmativa verdadeira sobre o movimento do ônibus, do início ao final da viagem, é que ele: a) percorreu uma distância total de 160 km b) gastou um tempo total igual ao triplo do tempo gasto no primeiro trecho de viagem c) desenvolveu uma velocidade média de 60,2 km/h d) não modificou sua velocidade média em consequência das paradas e) teria desenvolvido uma velocidade média de 57,6 km/h, se não tivesse feito paradas. 7. Um trem de comprimento 200 m gasta 20 s para atravessar um túnel de comprimento 400 m. Determine a velocidade escalar média do trem em m/s a) 25 b) 15 c) 35 d) 20 e) 30 7. Numa estrada, um automóvel em movimento uniforme com velocidade de 90 km/h encontra-se na posição 60 km quando seu motorista aciona um cronômetro. Onde estará o automóvel quando o cronômetro indicar 10 minutos? 8. O transporte fluvial de cargas é pouco explorado no Brasil, considerando-se nosso vasto conjunto de rios navegáveis. Uma embarcação navega a uma velocidade de 26 nós, medida em relação à água do rio (use 1 nó = 0,5 m/s). A correnteza do rio, por sua vez, tem velocidade aproximadamente constante de 5,0 m/s em relação às margens. Qual é o tempo aproximado de viagem entre duas cidades separadas por uma extensão de 40 km de rio, se o barco navega rio acima, ou seja, contra a correnteza? a) 25 minutos b) 51 minutos c) 37 minutos d) 1 hora e 23 minutos e) 2 horas e 13 minutos 8. (UFPE) O gráfico representa a posição de uma partícula em função do tempo. Qual a velocidade média da partícula, em metros por segundo, entre os instantes t = 2,0 min e t = 6,0 min? a) 1,5 b) 2,5 c) 3,5 d) 4,5 e) 5,5 9. (Vunesp-SP) O movimento de um corpo ocorre sobre um eixo x, de acordo com o gráfico, em que as distâncias são dadas em metros e o tempo, em segundos. A partir do gráfico, determine: a) a distância percorrida em 1 segundo entre o instante t1 =0,5 s e t2 = 1,5 s; b) a velocidade média do corpo entre t1 = 0,0 s e t2 = 2,0 s; c) a velocidade instantânea em t = 2,0 s. 10. No movimento retilíneo uniformemente variado, com velocidade inicial nula, o deslocamento é: a) diretamente proporcional ao tempo de percurso b) inversamente proporcional ao tempo de percurso c) diretamente proporcional ao quadrado do tempo de percurso d) inversamente proporcional ao quadrado do tempo de percurso e) diretamente proporcional à velocidade 11. (AFA-SP) Ao ultrapassar uma viga de madeira, uma bala tem sua velocidade escalar variada de para . A espessura da viga é . Admitindo o movimento como sendo uniformemente variado, o intervalo de tempo, em segundos, em que a bala permaneceu no interior da viga foi aproximadamente: a) b) c) d) e) 12. (Unifor-CE) Uma moto parte do repouso e acelera uniformemente à razão de numa estrada retilínea, até atingir velocidade de , que é mantida constante nos seguintes. A velocidade média desenvolvida pela moto na etapa descrita foi, em m/s, igual a: a) b) c) d) e) 13. (Vunesp-SP) Um elétron entra em um tubo de raios catódicos de um aparelho de TV com velocidade inicial de 5 x 105 m/s. Acelerado uniformemente, ele chega a atingir uma velocidade de 5 x 106 m/s depois de percorrer uma distância de 2,2 cm. O tempo gasto, em segundos, para percorrer essa distância é de: a) 8 x 10-9 b) 11 x 10-9 c) 22 x 10-9 d) 55 x 10-9 e) 8 x 10-8 14. (UEL-PR) O gráfico representa a velocidade escalar de um corpo, em função do tempo. De acordo com o gráfico, o módulo da aceleração desse corpo, em metros por segundo ao quadrado, é igual a: a) 0,50 b) 4,0 c) 8,0 d) 12,0 e) 16,0 15. (Cefet-PR) O gráfico ao lado mostra como variam as velocidades de dois móveis A e B, em função do tempo. Baseado no mesmo são feitas as afirmações a seguir. I. No instante t1, os dois móveis possuem velocidades iguais e módulo. II. A área escura é numericamente igual à diferença entre os deslocamentos dos dois móveis de t = 0 até o instante t1. III. O movimento do móvel B é retrógrado e retardado. É(são) correta(s): a) apenas a afirmativa II. b) apenas a afirmativa III. c) as afirmativas I, II e III. d) apenas as afirmativas I e III. e) apenas as afirmativas I e II. 16. Dado a equação , onde x é em metro e t em segundos, determine: a) a velocidade inicial do movimento; b) a aceleração escalar; c) a função da velocidade escalar; d) o instante em que o móvel muda de sentido. 17. É dado um movimento cuja função horária é: onde x é o espaço em centímetros e t é o tempo em segundos. a) a posição inicial; b) a velocidade inicial; c) a aceleração; d) a função da velocidade; e) o instante em que o móvel muda de sentido. 18. Considere dois móveis que, sobre uma mesma trajetória, realizam movimentos que obedecem às funções horárias e(x em metros e t em segundos). a) Em que instante (s) esses móveis se cruzam? b) Em que posição (ou posições) os móveis se cruzam? 19. Uma partícula inicialmente em repouso passa a ser acelerada constantemente à razão de 3,0 m/s² no sentido da trajetória. Após ter percorrido 24 m, sua velocidade é: a) 3,0 m/s. b) 8,0 m/s. c)12,0 m/s. d) 72,0 m/s. e) 144 m/s 20. Cada questão de proposições múltiplas consistirá de 5 (cinco) afirmações, das quais algumas são verdadeiras, as outras são falsas, podendo ocorrer que todas as afirmações sejam verdadeiras ou que todas sejam falsas. As alternativas verdadeiras devem ser marcadas com V e as falsas, com F. Analise as afirmações sobre o movimento, cujo gráfico da posição x tempo é representado a seguir. a) O movimento é acelerado de 0 a t1. b) O movimento é acelerado de t1 a t2. c) O movimento é retardado de t2 a t3. d) A velocidade é positiva de 0 a t2. e) A velocidade é negativa de t1 a t3. 21. Um corpo, nas proximidades da Terra, cai com aceleração constante de 9,8 m/s², desprezada a resistência do ar. Supondo que tenha partido de repouso, qual sua velocidade nos instantes 1 s, 2 s, 3 s, 4 s e 5 s? 22. (UEPI) Um corpo é abandonado de uma altura de 20 m num local onde a aceleração da gravidade da Terra é dada por g = 10 m/s². Desprezando o atrito, o corpo toca o solo com velocidade de módulo igual a: a) 20 m/s b) nula c) 10 m/s d) 20 km/h e) 15 m/s 23. Um macaco lança um coco do alto de uma palmeira com velocidade verticalmente para baixo, de uma altura de 25,2 m. Considerando o sistema de referência adotado em sala de aula, determinar: a) o tempo de queda do fruto b) a velocidade com que o fruto atinge o solo. 24. (PUC-RJ) Uma bola é lançada de uma torre, para baixo. A bola não é deixada cair, mas, sim, lançada com uma certa velocidade inicial para baixo. Sua aceleração para baixo é (g refere-se à aceleração da gravidade): a) exatamente igual a g. b) maior do que g. c) menor do que g. d) inicialmente, maior do que g, mas rapidamente estabilizando em g. e) inicialmente, menor do que g, mas rapidamente estabilizando em g. 25. Uma bala de revólver é disparada verticalmente para cima e atinge a altura de 4000 m acima do ponto de disparo. Considerando g = 10 m/s2 e desprezível a resistência do ar, a velocidade (em m/s) com que a bala saiu do cano do revólver é um valor mais próximo de: a) 140m/s b) 280m/s c) 420m/s d) 560 m/s e) 620 m/s 26. (FUC-MT) Um corpo é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de V0 = 30 m/s. Sendo g = 10 m/s² e desprezando a resistência do ar qual será a velocidade do corpo 2,0 s após o lançamento? a) 20 m/s b) 10 m/s c) 30 m/s d) 40 m/s e) 50 m/s 27. (FUC-MT) Em relação ao exercício anterior, qual é a altura máxima alcançada pelo corpo? a) 90 m b) 135 m c) 270 m d) 360 m e) 45 m 28. (UFMS) Um corpo em queda livre sujeita-se à aceleração gravitacional Ele passa por um ponto A com velocidade e por um ponto B com velocidade de . A distância entre os pontos A e B é: a) 100 m b) 120 m c) 140 m d) 160 m e) 240 m 29. Uma pedra é lançada verticalmente para cima com velocidade de 3,0 m/s de uma posição 2,0 m acima do solo. Quanto tempo decorrerá desde o instante o instante de lançamento até o instante de a pedra chegar ao solo? a) 0,4s b)1,0s c)1,5s d) 2,0s e) 3,0s 30. (UFSC) Quanto ao movimento de um corpo lançado verticalmente para cima e submetido somente à ação da gravidade marque a alternativa (s) é correta (s):: 01. A velocidade do corpo no ponto de altura máxima é zero instantaneamente. 02. A velocidade do corpo é constante para todo o percurso. 04. O tempo necessário para a subida é igual ao tempo de descida, sempre que o corpo é lançado de um ponto e retorna ao mesmo ponto. 08. A aceleração do corpo é maior na descida do que na subida. 16. Para um dado ponto na trajetória, a velocidade tem os mesmos valores, em módulo, na subida e na descida. 31. (Fafi-BH) Um menino lança uma bola verticalmente para cima do nível da rua. Uma pessoa que está numa sacada a 10 m acima do solo apanha essa bola quando está a caminho do chão. Sabendo-se que a velocidade inicial da bola é de 15 m/s, pode-se dizer que a velocidade da bola, ao ser apanhada pela pessoa, era de : a) 15 m/s b) 10 m/s c) 5 m/s d) 2 m/s e) 0 m/s 2. (MACK-SP) Uma equipe de resgate se encontra num helicóptero, parado em relação ao solo a 305 m de altura. Um paraquedista abandona o helicóptero e cai livremente durante 1,0 s, quando abre-se o paraquedas. A partir desse instante, mantendo constante seu vetor velocidade, o paraquedista atingirá o solo em: (Dado: g= 10 m/s²) a) 7,8 s b) 15,6 s c) 28 s d) 30 s e) 60 s 33. Um corpo é abandonado de uma aeronave supostamente estacionária e desloca-se em queda livre. Após 1,0 s, um sistema de pára-quedas é acionado e o corpo cai com velocidade constante (na vertical), atingindo o solo 49,5 s após o sistema de paraquedas ter sido acionado. Adote g = 10 m/s². A altura da aeronave no instante do abandono do corpo é: a) 5,0 m b) 10,0 m c) 495 m d) 500 m e) 505 m 34. Considerando o Lançamento Horizontal de um corpo de dimensões desprezíveis e desconsiderando agentes externos, marque V para verdadeiro e F para falso nas afirmativas a seguir: a) ( ) No lançamento horizontal, o móvel mantém a velocidade no eixo x por todo percurso. b) ( ) A velocidade aumenta, em modulo no eixo Y (VY). c) ( ) Quanto maior o valor da velocidade no eixo x, maior o tempo de queda. d) ( ) Quanto maior o valor de , maior o alcance. e) ( ) O tempo de queda depende da altura e gravidade. f) ( ) Quanto maior a massa menor o alcance. g) ( ) Quanto maior o peso menor o tempo de queda. h) ( ) Corpos lançados horizontalmente da mesma altura e com a mesma velocidade terão mesmo alcance independentemente da massa. i) ( ) Quanto maior a altura de queda maior o módulo da velocidade do corpo no eixo y ao chegar ao solo. j) ( ) No lançamento horizontal temos um movimento uniforme no eixo X, e um movimento sob ação da gravidade no eixo y. k) ( ) Na horizontal a aceleração é a da gravidade. 35. Três bolas são lançadas horizontalmente, do alto de um edifício, sendo "A", "B" e "C" as suas trajetórias representadas na figura. Admitindo-se a resistência do ar desprezível, pode-se afirmar que: a) as acelerações de "A", "B" e "C" são diferentes. b) as componentes verticais das velocidades obedecem à relação VA > VB > VC. c) as componentes horizontais das velocidades obedecem à relação . d) as componentes horizontais das velocidades obedecem à relação e) os tempos para "A", "B" e "C" chegarem ao solo são diferentes. 36. Um objeto é lançado horizontalmente de um prédio de 80 m de altura (dado g = 10 m/s² ) Sabendo que o objeto foi lançado com velocidade de 15 m/s, podemos afirmar que a distância de sua queda em relação ao prédio foi de: a) 80 m b) 70 m c) 60 m d) 30 m e) 30 m 37. Um canhão em solo plano e horizontal dispara uma bala com ângulo de tiro de 30°. A velocidade inicial da bala é 500 m/s. Sendo g = 10 m/s² o valor da aceleração da gravidade no local, a altura máxima da bala em relação ao solo será, em km, um valor mais próximo de: 38. Considere o caso em que a bola da figura abaixo escapa do tampo da mesa de uma altura de 1,8 m do piso e com velocidade horizontal de 2 m/s. Determinar: a) o tempo de queda; b) as componentes horizontal e vertical da velocidade no ponto de impacto; c) ao alcance horizontal. 39. Um avião de salvamento,voando horizontalmente a uma altura de 125 m do solo, deve deixar cair um pacote para um grupo de pessoas que ficaram isoladas após um acidente. Para que o pacote atinja o grupo, deve ser abandonado t segundos antes de o avião passar diretamente acima do grupo. Adotando g = 10 m/s² e desprezando a resistência do ar, podemos afirmar que o valor de t é: a)1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 5,0 40. Considerando o lançamento oblíquo de um corpo de dimensões desprezíveis e desconsiderando agentes externos, marque V para verdadeiro e F para falso nas afirmativas a seguir: a) ( ) No lançamento oblíquo, temos um MU no eixo X. b) ( ) O alcance não é função do ângulo (θ). c) ( ) No ponto de altura máxima . d) ( ) O tempo de subida é maior que o tempo de descida para o mesmo patamar de altura. e) ( ) A velocidade no eixo y diminui na subida e aumenta na descida em módulo. f) ( ) no ponto de altura máxima a aceleração no eixo y é nula. g) ( ) No eixo y a aceleração é a própria aceleração da gravidade. h) ( ) Quanto maior a altura atingida pelo móvel maior o tempo de permanência no ar. 41. (PUC-SP) Suponha que em uma partida de futebol, o goleiro, ao bater o tiro de meta, chuta a bola, imprimindo-lhe uma velocidade ⃗⃗ ⃗ cujo vetor forma, com a horizontal, um ângulo . Desprezando a resistência do ar, são feitas as seguintes afirmações. I – No ponto mais alto da trajetória, a velocidade vetorial da bola é nula. II – A velocidade inicial ⃗⃗ ⃗ pode ser decomposta segundo as direções horizontal e vertical. III – No ponto mais alto da trajetória é nulo o valor da aceleração da gravidade. IV – No ponto mais alto da trajetória é nulo o valor ⃗⃗ ⃗ da componente vertical da velocidade. Estão corretas: a) I, II e III b) I, III c) II e IV d) III e IV e) I e II 42. (UEL-PR) Um corpo é lançado para cima, com velocidade inicial de 50 m/s, numa direção que forma um ângulo de 60° com a horizontal. Desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que no ponto mais alto da trajetória a velocidade do corpo, em metros por segundo, será: (Dados: sen 60° = 0,87; cos 60° = 0,50) a) 5 b) 10 c) 25 d) 40 e) 50 43. O gol que Pelé não fez Na copa de 1970, na partida entre Brasil e Tchecoslováquia, Pelé pega a bola um pouco antes do meio de campo, vê o goleiro tcheco adiantado, e arrisca um chute que entrou para a história do futebol brasileiro. No início do lance, a bola parte do solo com velocidade de 108 km/h (30 m/s), e três segundos depois toca novamente o solo atrás da linha de fundo, depois de descrever uma parábola no ar e passar rente à trave, para alívio do assustado goleiro. Na figura vemos uma simulação do chute de Pelé. Considerando que o vetor velocidade inicial da bola após o chute de Pelé fazia um ângulo de 30° com a horizontal (sen30° = 0,50 e cos30° = 0,85) e desconsiderando a resistência do ar e a rotação da bola, pode-se afirmar que a distância horizontal entre o ponto de onde a bola partiu do solo depois do chute e o ponto onde ela tocou o solo atrás da linha de fundo era, em metros, um valor mais próximo de a) 52,0. b) 64,5. c) 76,5. d) 80,4. e) 86,6. 44. (Unifesp 2013) O atleta húngaro Krisztian Pars conquistou medalha de ouro na olimpíada de Londres no lançamento de martelo. Após girar sobre si próprio, o atleta lança a bola a 0,50m acima do solo, com velocidade linear inicial que forma um ângulo de 45° com a horizontal. A bola toca o solo após percorrer a distância horizontal de 80m. Nas condições descritas do movimento parabólico da bola, considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s² determine, aproximadamente: a) o módulo da velocidade de lançamento da bola, em m/s. b) a altura máxima, em metros, atingida pela bola. 45. (G1 - cftmg 2013) Uma pedra é lançada para cima a partir do topo e da borda de um edifício de 16,8 m de altura a uma velocidade inicial v0 = 10 m/s e faz um ângulo de 53,1° com a horizontal. A pedra sobe e em seguida desce em direção ao solo. O tempo, em segundos, para que a mesma chegue ao solo é a) 2,8. b) 2,1. c) 2,0. d) 1,2. e) 0,6 46. (FAAP-SP) Numa competição nos jogos de Winnipeg, no Canadá, um atleta arremessa um disco com velocidade de 72 km/h, formando um ângulo de 30° com a horizontal. Desprezando-se os efeitos do ar, a altura máxima atingida pelo disco é: (g = 10 m/s²) a) 5,0 m b) 10,0 m c) 15,0 m d) 25,0 m e) 64,0 m 47. (Unitau-SP) Numa competição de motocicletas, os participantes devem ultrapassar um fosso e, para tornar possível essa tarefa, foi construída uma rampa conforme mostra a figura. Desprezando as dimensões da moto e considerando L = 7,0 m, cos 10° = 0,98 e sen 10° = 0,17, determine a mínima velocidade com que as motos devem deixar a rampa a fim de que consigam atravessar o fosso. Faça g = 10 m/s². 48. Um bombeiro deseja apagar um incêndio em um edifício. O fogo está a 10 m do chão. A velocidade da água é v = 30 m/s, e o bombeiro segura a mangueira com um ângulo de 30° em relação ao solo. (Obs.: desprezar a altura da mangueira ao solo.) a) Qual é a distância máxima entre o bombeiro e o edifício? b) Qual é a altura máxima que a água atinge nessas condições? 49. (Unicamp-SP) Um menino, andando de skate com velocidade v = 2,5 m/s num plano horizontal, lança para cima uma bolinha de gude com velocidade v = 4,0 m/s e a apanha de volta. (Considere g = 10 m/s2.) a) Esboce a trajetória descrita pela bolinha em relação à Terra. b) Qual é a altura máxima que a bolinha atinge? c) Que distância horizontal a bolinha percorre? 50. Um corpo é lançado obliquamente para cima, formando um ângulo de 30° com a horizontal. Sabendo que o tempo de permanência no ar é 6 s, calcule o módulo da velocidade de lançamento desse corpo. (Adote g = 10 m/s².) GABARITO 1 – C 2 – A 3 – B 4 – C 4 – B 4 – D 5 – C 6 – E 7 – E 7 – 75 km 8 – D 8 – B 9 – a) 20 m b) 20 m/s c) 10 m/s 10 – C 11 – B 12 – E 13 – A 14 – A 15 – E 16 – a) -2m/s b) 3m/s² c) v=-2+3t d) 0,8s 17 - a) 0,25cm b) 0,75cm/s c) –2cm/s2 d) v=0,75-2t e) 0,375s 18 – a) 1s; 2s b) 4m; 10m 19 – C 20– a) Falsa, pois v > 0 e a < 0 (retardado) b) Verdadeira, pois, v < 0 e a > 0 (acelerado) c) Verdadeira, pois, v < 0 e a > 0 (retardado) d) Falsa e) Verdadeira 21 – v1 = 9,8m/s; v2 = 19,6m/s; v3 = 29,4m/s; v4 = 39,2m/s; v5 = 49m/s 22 – A 23 - a) 1,8 s b) – 23 m/s 24 – A 25 – B 26 – B 27 – E 28 – B 29 – B 30 – a) 01 – Verdadeira, pois na altura máxima o corpo o sentido de movimento, isto é, v = 0. b) 02 – Falsa, pois o movimento é uniformemente retardado. c) 04 – Verdadeira. d) 08 – Falsa, pois a aceleração é constante e igual a g. e) 16 – Verdadeira,, pois vsubida = vdescida (a menos do sinal) ao passar pelo mesmo ponto. Logo: 01 + 04 + 16 + 21 (resposta 21) 31 – C 32 – D 33 – C 34 – R: a) V b) V c) F d) V e) V f) V g) F h) V i) V j) V k) F 35 – D 36 – D 37 – 3125 m/s 38 – a) 0,6 s b) – 0,6 m/s c) 1,2 m 39 – E 40 – R: a) V b) F c) V d) F e) V f) F g) V h) V 41 – C 42 – C 43 – C 44 – a) 28m/s b) 20,4 m 45 – A 46 – A 47 – 14,5 m/s 48 - a) 51,96 m b) 11,25 m 49 - a) b) 0,8 m c) 2 m 50 – 60 m/s h
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