Cap 10 - Movimentos Circulares

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Por. Caio Nascimento 
EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
Cap. 10 – Movimentos Circulares 
1. Um ponto descreve uma circunferência de raio 
R = 2 m com movimento uniforme. Efetua 1 
volta em 5 s. Determine: 
a) O seu período; 
b) A sua velocidade angular; 
c) A sua velocidade linear; 
d) O módulo da sua aceleração centrípeta. 
 
2. (UFRJ) Em um relógio convencional, como o 
mostrado na figura, o ponteiro das horas gira 
com movimento uniforme de frequência f. A 
Terra também gira, em torno de seu eixo, com 
movimento uniforme de frequência f’. 
Calcule a razão 
 
 
 
 
3. (Fuvest-SP) O ponteiro dos minutos de um 
relógio mede 50 cm. 
a) Qual é a velocidade angular do ponteiro? 
b) Calcule a velocidade linear da extremidade 
do ponteiro. 
 
4. Um satélite artificial gira ao redor da Terra à 
altura de 35.800 km (raio da Terra 7 6.400 km; 
período de rotação 5 24 h). Qual deve ser a 
velocidade desse satélite para que um 
observador, em repouso, na Terra, tenha a 
impressão de que o satélite se encontra parado? 
A órbita do satélite está contida no plano do 
equador. 
 
5. Uma roda cujo raio é igual a 60 cm percorre 
uma trajetória retilínea com velocidade de 86,4 
km/h, sem escorregar. Calcule os valores da 
velocidade angular e da frequência dessa roda. 
 
6. (UFBA) Um indivíduo, preocupado com as 
constantes multas que tem recebido por dirigir 
o seu automóvel em excesso de velocidade, 
relata o fato a dois companheiros. Os três 
amigos não conseguem compreender a razão 
das multas, desde que todos eles observam os 
limites de velocidade nas vias públicas, através 
do velocímetro de seus carros. Os seus 
veículos, de mesmo modelo, têm nos pneus a 
única característica distinta. O carro A usa os 
pneus indicados pelo fabricante do veículo; o 
carro B usa pneus com diâmetro maior do que 
o indicado, pois o seu proprietário visita, 
periodicamente, seus familiares no interior, 
viajando por estradas e caminhos irregulares; o 
carro C usa pneus com diâmetro menor do que 
o indicado, uma vez que o seu proprietário 
gosta de veículos rebaixados, com aspecto 
esportivo. 
Os três amigos decidem fazer um experimento, 
alugam um aparelho de radar e vão para uma 
estrada deserta. Após realizarem várias 
medições, construíram o gráfico abaixo. 
 
Com base na análise do gráfico, identifique a 
correspondência existente entre os carros A, B 
e C e as linhas 1, 2 e 3, que representam as 
 
 
 
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velocidades desses carros, verificando qual dos 
três amigos deve ser mais precavido ao circular 
em estradas e avenidas vigiadas pelo radar. 
Justifique sua resposta. 
 
7. (Unicamp-SP) Em 1885, Michaux lançou o 
biciclo com uma roda dianteira diretamente 
acionada por pedais (figura a). Através do 
emprego da roda dentada, que já tinha sido 
concebida por Leonardo da Vinci, obteve-se 
melhor aproveitamento da força nos pedais 
(figura b). Considere que um ciclista consiga 
pedalar 40 voltas por minuto em ambas as 
bicicletas. (Use .) 
 
a) Qual a velocidade de translação do biciclo 
de Michaux para um diâmetro da roda de 
1,20 m? 
b) Qual a velocidade de translação para a 
bicicleta padrão aro 60 (figura b)? 
 
8. Uma roda é uniformemente acelerada a partir 
do repouso e atinge a velocidade angular 
20 rad/s efetuando 10 voltas depois do início da 
rotação. Determine a aceleração angular da 
roda. 
 
9. (Mackenzie-SP) Determine o número de 
rotações que uma roda volante faz em 20 s, se 
sua velocidade angular varia nesse intervalo de 
tempo de 3 rad/s para 10 rad/s, com aceleração 
angular constante. 
 
10. (Unirio-RJ) Na figura, um sistema mecânico é 
formado por uma roda R, uma haste H e um 
êmbolo E, que desliza entre as guias G1 e G2. 
As extremidades da haste H são articuladas em 
P e P’, o que permite que o movimento circular 
da roda R produza um movimento de vai e vem 
de P’, entre os pontos A e B, marcados no eixo 
x. 
 
 
Considerando-se que a roda R descreve 240 
rotações por minuto, o menor intervalo de 
tempo necessário para que o ponto P’ se 
desloque de A até B é: 
a) 2 s 
b) 1 s 
c) ¼ s 
d) 1/8 s 
e) 1/16 s 
 
11. (UEL-PR) Um antigo relógio de bolso tem a 
forma mostrada na figura abaixo, com o 
ponteiro dos segundos separado dos outros 
dois. A velocidade angular do ponteiro dos 
segundos, cujo comprimento é 0,50 cm, em 
rad/s, e a velocidade linear de um ponto na 
extremidade de tal ponteiro, em cm/s, são, 
respectivamente, iguais a: 
a) 
b) 
c) 
 
 
 
 
 
 
d) 
 
 
 
 
 
 
e) 
 
 
 
 
 
 
 
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12. (UFPE) O relógio da Estação Ferroviária 
Central do Brasil, no Rio de Janeiro, tem 
ponteiros de minutos e de horas que medem, 
respectivamente, 7,5 m e 5,0 m de 
comprimento. Qual a razão 
 
 
 entre as 
velocidades lineares dos pontos extremos dos 
ponteiros de minutos e de horas? 
a) 10 
b) 12 
c) 18 
d) 24 
e) 30 
 
13. (Unifesp) Três corpos estão em repouso em 
relação ao solo, situados em três cidades: 
Macapá, localizada na linha do Equador, São 
Paulo, no Trópico de Capricórnio, e Selekhard, 
na Rússia, localizada no Círculo Polar Ártico. 
Pode-se afirmar que esses três corpos giram em 
torno do eixo da Terra descrevendo 
movimentos circulares uniformes, com: 
a) as mesmas frequência e velocidade angular, 
mas o corpo localizado em Macapá tem a 
maior velocidade tangencial. 
b) as mesmas frequência e velocidade angular, 
mas o corpo localizado em São Paulo tem a 
maior velocidade tangencial. 
c) as mesmas frequência e velocidade angular, 
mas o corpo localizado em Selekhard tem a 
maior velocidade tangencial. 
d) as mesmas frequência, velocidade angular e 
velocidade tangencial, em qualquer cidade. 
e) frequência, velocidade angular e velocidade 
tangencial diferentes entre si, em cada 
cidade. 
 
14. (Vunesp) Uma gota de tinta cai a 5 cm do 
centro de um disco que está girando a 30 rpm. 
As velocidades angular e linear da mancha 
provocada pela tinta são, respectivamente, 
iguais a: 
a) rad/s e cm/s. 
b) rad/s e cm/s. 
c) rad/s e cm/s. 
d) rad/s e cm/s. 
e) rad/s e cm/s. 
 
15. (Fuvest-SP) Em uma estrada, dois carros, A e 
B, entram simultaneamente em curvas 
paralelas, com raios RA e RB. 
 
Os velocímetros de ambos os carros indicam, 
ao longo de todo o trecho curvo, valores 
constantes VA e VB. Se os carros saem das 
curvas ao mesmo tempo, a relação entre VA e 
VB é: 
a) 
b) 
 
 
 
 
 
 
c) 
 
 
 (
 
 
)
 
 
d) 
 
 
 
 
 
 
e) 
 
 
 (
 
 
)
 
 
 
16. (Inatel-MG) Seu João é um motorista 
consciente, e ao constatar que os pneus de seu 
carro estavam carecas, dirigiu-se a uma 
concessionária para realizar a substituição. A 
concessionária tinha em estoque somente pneus 
com raio 5% maior que os pneus originais. 
Como seu João não tinha alternativa, optou 
pela troca. No trajeto de volta à sua residência, 
seu João precisa trafegar por uma estrada cuja 
velocidade máxima é de 80 km/h. Com os 
novos pneus, qual é a velocidade que ele 
deverá respeitar no seu marcador de 
 
 
 
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velocidade, já que os pneus foram substituídos 
por outro modelo com diâmetro maior? 
a) 72 km/h 
b) 76 km/h 
c) 80 km/h 
d) 84 km/h 
e) 88 km/h 
 
17. (Fuvest-SP) A Estação Espacial Internacional 
mantém atualmente uma órbita circular em 
torno da Terra, de tal forma que permanece 
sempre em um plano, normal a uma direção 
fixa no espaço. Esse plano contém o centro da 
Terra e faz um ângulo de 40º com o eixo de 
rotação da Terra. Em um certo momento, a 
Estação passa sobre Macapá, que se encontra 
na linha do equador. Depois de uma volta 
completa em sua órbita, a Estação passará 
novamente sobre o equador em um ponto que 
está a uma distância de Macapá de, 
aproximadamente: 
a) Zero kmb) 500 km 
c) 1.000 km 
d) 2.500 km 
e) 5.000 km 
Dados da estação: 
Período aproximado: 90 minutos 
Altura acima da Terra: 350 km 
Dados da Terra 
Circunferência do equador 40.000 km 
 
18. (Olimpíada Brasileira de Física) Um 
aeromodelo descreve um movimento 
circular uniforme com velocidade escalar de 
12 m/s, perfazendo 4 voltas por minuto. A 
sua aceleração é de: 
a) 
 
 
 
b) 
 
 
 
c) 
 
 
 
d) 
e) 
 
19. (Uniube-MG) Duas polias de uma máquina 
estão acopladas segundo a figura abaixo. 
 
A frequência da polia A é cinco vezes maior 
que a de B; portanto, a relação entre os raios de 
A e B é: 
a) 2 
b) 1 
c) ½ 
d) ¼ 
e) 1/5 
 
 
 
 
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20. (FEI-SP) Um dispositivo mecânico apresenta 
três polias (1), (2) e (3), de raios R1 = 6 cm, R2 
= 8 cm e R3 = 2 cm, respectivamente, pelas 
quais passa uma fita que se movimenta, sem 
escorregamento, conforme indicado na figura 
abaixo. 
 
Se a polia (1) efetua 40 rpm, qual é, em 
segundos, o período do movimento da polia 
(3)? 
a) 0,5 
b) 1,2 
c) 2,0 
d) 2,5 
 
21. (UfsCar-SP) Para misturar o concreto, um 
motor de 3,5 hp tem solidária ao seu eixo uma 
engrenagem de 8 cm de diâmetro, que se 
acopla a uma grande cremalheira em forma de 
anel, com 120 cm de diâmetro, fixa ao redor do 
tambor misturador. 
 
Quando o motor é ligado, seu eixo gira com 
frequência de 3 Hz. Nestas condições, o casco 
do misturador dá um giro completo em: 
a) 3 s 
b) 5 s 
c) 6 s 
d) 8 s 
e) 9 s 
 
22. (Unifesp) Pai e filho passeiam de bicicleta e 
andam lado a lado com a mesma velocidade. 
Sabe-se que o diâmetro das rodas da bicicleta 
do pai é o dobro do diâmetro das rodas da 
bicicleta do filho. Pode-se afirmar que as rodas 
da bicicleta do pai giram com: 
a) a metade da frequência e da velocidade 
angular com que giram as rodas da bicicleta 
do filho. 
b) a mesma frequência e velocidade angular 
com que giram as rodas da bicicleta do filho. 
c) o dobro da frequência e da velocidade 
angular com que giram as rodas da bicicleta 
do filho. 
d) a mesma frequência das rodas da bicicleta 
do filho, mas com metade da velocidade 
angular. 
e) a mesma frequência das rodas da bicicleta 
do filho, mas com o dobro da velocidade 
angular. 
 
23. (Fuvest-SP) Uma criança montada em um 
velocípede se desloca em trajetória retilínea, 
com velocidade constante em relação ao chão. 
A roda dianteira descreve uma volta completa 
em 1 s. O raio da roda dianteira vale 24 cm e o 
das traseiras, 16 cm. Podemos afirmar que as 
rodas traseiras do velocípede completam uma 
volta em, aproximadamente: 
a) 
 
 
 
b) 
 
 
 
c) 
d) 
 
 
 
e) 
 
 
 
 
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24. (Cefet-PR) A figura representa a roda traseira 
e as engrenagens de uma bicicleta na qual X, Y 
e Z são pontos cujos raios são, 
respectivamente, iguais a 12 cm, 4 cm e 60 cm. 
 
Quando a bicicleta está em movimento: 
a) a velocidade tangencial do ponto Z é igual à 
do ponto Y. 
b) o período do ponto X é igual ao do ponto Y. 
c) a frequência do ponto Y é 15 vezes a do 
ponto Z. 
d) o período do ponto X é 5 vezes o do ponto 
Z. 
e) a velocidade angular do ponto Y é igual à do 
ponto Z. 
 
25. Quando se dá uma pedalada na bicicleta ao 
lado (isto é, quando a coroa acionada pelos 
pedais dá uma volta completa), qual é a 
distância aproximada percorrida pela bicicleta, 
sabendo-se que o comprimento de um círculo 
de raio R é igual a 2 R, em que = 3? 
 
a) 1,2 m 
b) 2,4 m 
c) 7,2 m 
d) 14,4 m 
e) 48,0 m 
 
 
GABARITO 
1. a) 5 s b) 
 
 
 rad /s 
c) 
 
 
 m/s d) 
 
 
 m/s² 
 
2. 2 
3. a) 2 rad/h b) m/h 
4. vs = 1,1 . 10
4
 km/h 3,0 km/s 
5. 50 rad/s e 6,4 Hz 
6. A: linha 2; B: linha 3; C: linha 1 
O proprietário do carro B deve ser mais 
precavido 
7. a) 2,4 m/s b) 3,0 m/s 
8. 3,18 rad/s² 
9. 20,7 voltas 
10. D 
11. D 
12. C 
13. A 
14. A 
15. B 
16. D 
17. C 
18. A 
19. E 
20. A 
21. B 
22. A 
 
 
 
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