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EXERCÍCIOS DE FÍSICA - LISTA 1 1 - Um móvel sai da posição 80m e em 18 segundos encontra-se na posição -30m. a) qual a distância percorrida? b) qual é sua velocidade? c) qual o sentido do deslocamento? Porquê? 2 - Um móvel se desloca de acordo com a equação horária s = 12 - 3t. Pede-se: a) a posição inicial; b) a velocidade do móvel; c) o tipo de movimento desenvolvido pelo móvel; d) construa o gráfico deste movimento 3 - A moto A está com velocidade de 22 m/s e persegue a moto B, 1200 m à sua frente, que se desloca com velocidade de 18 m/s. Quanto tempo leva a moto A para alcançar a moto B? Construa o gráfico do exercício. 4 - No gráfico ao lado determine: a) o tipo de movimento em cada trecho; b) a distância percorrida em cada trecho c) a velocidade de cada trecho 5 - Dois ciclistas se deslocam sobre uma estrada retilínea. O ciclista A está com velocidade de 39,6 Km/h. O ciclista B está a 820 m a frente de A e se desloca com velocidade de 32,4 Km/h. Determine o tempo necessário para que ambos se cruzem, na condição: a) ambos estão se deslocando no mesmo sentido; b) estão se deslocando em sentidos contrários. 6 - Chapeuzinho Vermelho sai de sua casa e dirige-se ao bosque, que fica à esquerda, onde mora sua vovozinha. Após andar durante 30 segundos e ter percorrido uma distância de 20 metros, depara- se com o Lobo Mau, à sua frente. Chapeuzinho fica paralisada durante 10 segundos, após os quais sai em disparada no sentido contrário, até a casa do caçador, que mora 40 metros à direita da casa de Chapeuzinho. Neste trajeto ela gasta 20 segundos. Demora-se 40 segundos para explicar o ocorrido ao caçador, quando, ambos, retornam ao local onde estaria o Lobo mau, levando 60 segundos neste trajeto. Lá chegando, não encontraram mais o Lobo, o qual havia recolhido a cesta de doces que Chapeuzinho, no desespero, havia derrubado no chão e estava fazendo um pic-nic com a vovozinha. Como o Lobo não foi morto desta vez, aproveite a história para: a) construir o gráfico do problema; b) caracterizar o tipo de movimento de cada trecho; c) determinar a velocidade de cada trecho; d) calcular a distância total percorrida por Chapeuzinho; e) determinar a distância percorrida pelo caçador. 7 - Uma senhora idosa está parada no meio da rua. Um automóvel está se deslocando em sua direção com velocidade de 82,8Km/h e, a 50m de distância da anciã, o motorista pisa no freio ao avistá-la, parando exatamente a um metro antes dela. Qual foi a aceleração aplicada no carro? 8 - No gráfico ao lado um fusca está competindo com um tempra. Formule o enunciado do problema e resolva as seguintes questões: a) a aceleração do tempra; b) quanto tempo leva o tempra para alcançar o fusca; c) que distância terão percorrido os dois móveis, neste tempo. 9 - CORRIDA ENTRE A LEBRE E A TARTARUGA: A lebre e a tartaruga apostaram uma corrida de 150m. A tartaruga sairá com uma dianteira de 100m. Posicionados os dois corredores, a lebre desenvolve uma velocidade de 2,4 m/s enquanto que a tartaruga tem uma velocidade de 0,8 m/s. Quem irá ganhar a corrida? 10 - Enquanto a moto A parte do repouso, com aceleração de 0,5 m/s2 , a moto B, 50 m à frente, se desloca com velocidade constante de 72 Km/h, ambas no mesmo sentido. Pede-se: a) quanto tempo leva a moto A para alcançar B? b) em que posição estarão as duas motos, neste instante? c) que distância percorreu cada moto? 11 - Um móvel se desloca segundo a equação horária s = 30 + 2,5t + 2t2 . Pede-se: a) a posição inicial do móvel; b) a velocidade inicial do móvel; c) o tipo de movimento desenvolvido pelo móvel; d) construa o gráfico sxt deste movimento; e) construa o gráfico vxt deste movimento. 12 - No gráfico ao lado determine: a) o tipo de movimento em cada trecho; b) a aceleração de cada trecho; c) a distância total percorrida. 13- Um corpo é lançado verticalmente para cima com vo = 60m/s. Pede-se: a) o tempo necessário para atingir a altura máxima;b) a altura máxima atingida; c) a velocidade do corpo ao tocar o solo; d) o instante em que o móvel passa pela altura de 100 m; e) o instante em que o móvel passa pela altura de 400 m; f) os gráficos y x t e v x t. 14 - Um observador situado no topo de um prédio de 100m de altura vê passar verticalmente para cima e seis segundos após verticalmente para baixo um corpo lançado da base do prédio. Pede-se: a) a altura máxima que o corpo alcança em relação à base do prédio b) a velocidade de lançamento do corpo. 15 – Para o gráfico ao lado determine: a) o enunciado do problema; b) o tempo de subida; c) a velocidade inicial do móvel; d) o tempo total do movimento; e) f) caracterize os tipos de movimento presentes no gráfico. 16 - Uma laranja é jogada verticalmente para cima com velocidade de 40 m/s. Dois segundos após, outra laranja é jogada para cima com velocidade de 30 m/s. Calcule: a) a altura em que as duas laranjas se cruzam; b) mostre em gráfico o comportamento das trajetórias dos dois móveis. 17 - Um suicida se joga do alto de um edifício com 90m de altura. Pede-se: a) com que velocidade ele irá passar pela comadre que mora na metade do prédio? b) com que velocidade irá se chocar com o solo? 18 - Uma comadre que está na janela, vê o corpo de um suicida que se jogou do alto do prédio cair passando pela sua janela com velocidade 10m/s. 75m abaixo, outra comadre vê o mesmo corpo caindo. Pede-se: a) a velocidade do móvel ao passar pela comadre 2; b) o tempo que o corpo leva para ir de uma a outra observadora; c) sabendo que a velocidade do som no ar é de 340m/s, qual é a diferença de tempo entre o grito da 1a comadre ao avistar o corpo caindo e a visão do corpo passando diante da janela da 2a; d) se o corpo leva mais 1 segundo para atingir o solo, qual é a altura do prédio? 19 - No instante em que um corpo é abandonado de um ponto situado a 300 m de altura, um outro é lançado do solo verticalmente para cima. Determine a velocidade inicial do segundo corpo para que os dois se encontrem a 100 m do solo. 20 - Pelo gráfico ao lado determine: a) a altura máxima alcançada; b) a velocidade inicial do móvel; c) o tempo de subida; d) o tempo total do movimento; e) caracterize os tipos de movimento presentes no gráfico. 21- De um navio um canhão dispara com impulsão de 200m/s. Calcule: a) ymáx e xmáx para ângulo de 25o; b) ymáx e xmáx para ângulo de 40o; c) ymáx e xmáx para ângulo de 60o; d) ymáx e xmáx para o ângulo de maior alcance. 22- Um gringo está 20m distante de uma árvore com 15m de altura. No topo da mesma está um passarinho. Lançando uma pedra com vo = 20m/s, quais os dois ângulos possíveis de serem usados para atingir o alvo? 23 – Um corpo é disparado com ângulo de 40o em relação à horizontal e com vo de 160m/s. Pede-se: a) o alcance máximo; b) o instante em que o corpo passa pela altura de 400m; c) o instante em que o corpo passa pela altura de 600m. 24 – Analisando o gráfico ao lado determine, para o móvel 2: a) a componente vertical da velocidade; b) o tempo total de deslocamento; c) a componente horizontal da velocidade; d) a velocidade inicial de lançamento; e) o ângulo de lançamento; f) preencha os valores faltantes no gráfico. 25 – Um avião se desloca horizontalmente com velocidade de 288km/h e a uma altitude de 1400m quando o piloto avista o alvo a 2380m, no solo, a sua frente. Precipitadamente o piloto libera a bomba. A que distância do alvo cai a bomba? Com que velocidade? 26 – Uma corveta está sendo perseguida por um caça. A velocidade da corveta é de 90 Km/h e a do caça é 320 Km/h. Estando a caça a uma altura de 800 m, a que distância da corveta o piloto do caça terá que soltar a bomba para acertar o alvo? 27 – O gráfico ao lado mostra que são lançadas simultaneamente duas laranjas: a primeira, lançada horizontalmente doalto de um edifício; a segundo, obliquamente do solo com ângulo de 600 com a horizontal. Determine: a) a velocidade de lançamento da primeira laranja; b) a velocidade de lançamento da segunda laranja; c) as equações horárias das alturas de cada laranja; d) o tempo em que as laranjas se cruzam; e) a altura em que se cruzam 28 - Estudo da cinemática do projétil do Fuzil 7,62 M964 “FAL” O cartucho do FAL tem aproximadamente as dimensões mostradas no diagrama abaixo: 4,00 cm 0,70 cm 1,00 cm 0,50 cm 2,00 cm 0,50 cm Estojo Projétil O funcionamento do sistema de tiro é bastante simples. Quando o percussor da arma bate na espoleta do cartucho, a substância explosiva interna libera gases em alta temperatura e alta pressão, mantendo o volume interno constante. Esta pressão gera uma força no sentido para fora sobre todas as paredes do cartucho. Esta força encontra somente uma parede com condições de expandir-se: o próprio projétil. Este, então, é empurrado com uma força imensa para fora, adquirindo velocidade para propagar-se pelo espaço. a) No estado inicial, o projétil encontra-se em repouso, em relação ao sistema arma-estojo- atirador. Após a explosão dos gases dentro do cartucho, ao terminar de sair do mesmo, a velocidade do projétil mede em torno de 850 m/s. Considere que, no início, antes de começar o movimento, o projétil está alojado cerca de 0,50 cm dentro do estojo. Determine o valor da aceleração adquirida pelo projétil para sair completamente do estojo do cartucho. 0,50 cm 0,50 cm b) O comprimento do cano do FAL mede em torno de 0,5100 m. Desde a saída do estojo do cartucho, até o final do cano, o projétil sofre um movimento de rotação que o faz perder um pouco de sua velocidade de propagação. Isto é, o projétil chega à saída do cano da arma com uma velocidade média de 840 m/s. Quanto mede a aceleração do projétil nesta etapa do movimento? c) Considerando que durante seu movimento fora da arma, em direção ao alvo, não tenha vento e o ar não exerça influência significativa no movimento do projétil, complete a tabela abaixo colocando o tempo de viagem do mesmo pelo espaço, para atingir alvos nas diferentes distâncias solicitadas: d (m) 50 100 150 200 250 600 ∆t (s) d) Se um sujeito for atingido por um projétil de FAL a 150 m de distância, ele ouvirá o som do tiro, tendo a velocidade do som, em média, 340 m/s? Comprove. e) Na questão c), anterior, você determinou o tempo que o projétil demora para atingir alvos nas distâncias solicitadas. Considerando que à medida que o projétil se desloca no espaço horizontalmente ele também cai verticalmente, suponha que o sistema massa de mira e alça de mira esteja ajustado para que o cano dispare tiros horizontalmente. Determine, para cada uma das distâncias percorridas pelo projétil para atingir os alvos mencionados, quanto este projétil “cairá” em relação à linha horizontal (y) que une a linha de visada do atirador com o centro do alvo (ver diagrama), completando a tabela. Y d (m) 50 100 150 200 250 600 ∆t (s) y (cm) 29 - Na figura ao lado temos: RA = 20 cm, RB = 10 cm e RC = 5 cm. Se a polia A gira com uma rotação de 40 rpm, qual será a velocidade linear e a freqüência da polia C? 30 - Uma bicicleta tem o pneu com raio de 13 cm. A catraca, que é coaxial com o pneu, tem um raio de 4 cm. A coroa, que se liga através de uma correia à catraca, tem raio de 7 cm. Na coroa está preso o pedal, onde o ciclista imprime uma freqüência de 3 Hz, durante 3 minutos. Qual é a distância que o ciclista percorre neste tempo? 31 - A figura ao lado apresenta as dimensões do diâmetro das polias de um automóvel, dadas em milímetros. A polia do motor é a motriz e as demais são as servas. Quando a polia motriz executa 2800 rpm, determine, apresentando os resultados em uma tabela, para cada uma delas, a velocidade angular, a freqüência, a rotação e a velocidade linear. 32 - A polia motriz da figura anterior desenvolve uma potência de 48 cv quando gira em 2.000 rpm. Quais os torques das três polias? 33 – Uma bicicleta com 18 marchas, na coroa, apresenta os raios R1 = 10 cm, R2 = 8 cm e R3 = 6 cm; a catraca apresenta os raios r1 = 8 cm, r2 = 7 cm, r3 = 6 cm, r4 = 5 cm, r5 = 4 cm e r6 = 3 cm. No pedal, o ciclista imprime uma freqüência de 1,5 hz durante 12 minutos. O raio do pneu é 65 cm. Calcule: a) a maior velocidade e a máxima distância possível de conseguir pela combinação adequada de marcha. b) a menor velocidade e a menor distância possível de conseguir pela combinação adequada de marcha c) a velocidade e a distância conseguida com a combinação R2 com r3. 34 - A transmissão da figura é acionada por um motor elétrico com potência P = 12 kW e rotação n = 1750 rpm. As polias possuem os seguintes diâmetros: d1 = 150 mm; d2 = 300 mm. As engrenagens possuem os seguintes números de dentes: Z1 = 23 dentes; Z2 = 50 dentes; Z3 = 31 dentes; Z4 = 59 dentes. Os rendimentos são: ηC = 0,98 (transmissão por correia em V); ηm = 0,99 (par de mancais rolamentos); ηe = 0,96 (engrenagens dentadas). Determinar: a) Potência útil nas árvores (I), (II) e (III); b) Rotação nas árvores (I), (II) e (III); c) Torque nas árvores (I), (II) e (III); d) Potência útil do sistema; e) Potência dissipada do sistema. 35 - O raio do circuito de Indialagos é de 20 metros. Neste circuito circular, o campeão de byke está fazendo sua demonstração, conseguindo realizar a proeza de dar cinco voltas no circuito em 2 minutos. Sua bicicleta tem as mesmas dimensões da bike do problema 5. Pede-se: a) qual a velocidade linear do ciclista? b) qual deve ser a freqüência no pedal? 36 - Um ciclista se desloca com velocidade de 5 m/s em um circuito de raio 40 m. A massa do ciclista é de 75 Kg. Qual deve ser o ângulo de inclinação do ciclista para equilibrar com a força centrífuga? 37 - Um ciclista se desloca com velocidade de 30 m/s em um circuito de raio 40 m. A massa do ciclista é de 75 Kg. Qual deve ser o ângulo de inclinação do ciclista para equilibrar com a força centrífuga? 38 - Uma M.C.H. (micro central hidroelétrica) funciona com uma roda d’água (polia A) associada coaxialmente com a polia transmissora (polia B), a qual se liga por correia ao dínamo (polia D). O dínamo tem uma polia com raio de 6 cm e para produzir corrente elétrica precisa girar com 800 rpm. A polia D se liga a polia B, que tem raio 40 cm. A polia A no local em que pode ser instalada só tem espaço em altura para 5 m. Qual deve ser a velocidade da roda d’água, aproveitando o máximo da altura disponível, para que o dínamo produza corrente? 28 - Estudo da cinemática do projétil do Fuzil 7,62 M964 “FAL” Estojo Projétil
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