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1 UNIVERSIDADE SALVADOR Disciplina: Laboratório de Matemática e Física Semestre: 2020.1 LISTA DE EXERCÍCIOS 2 Funções Quadráticas, Movimento Retilíneo Uniformemente Variado, Análise Gráfica dos Movimentos Retilíneos e Funções Polinomiais e Potências Gerais 1. Esboce o gráfico de cada função a seguir. a) 𝑓(𝑥) = −𝑥2 + 5𝑥 − 6 b) 𝑓(𝑥) = 2𝑥2 + 8 c) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 6𝑥 + 9 d) 𝑓(𝑥) = −𝑥2 − 1 2. Encontre a expressão que define a função quadrática f(x), cujo gráfico está esboçado abaixo. 3. Encontre a lei que representa o gráfico da função a seguir. EAETI Escola de Engenharia, Arquitetura e Tecnologia da Informação 2 4. (UEL) A função real f, de variável real, dada por 𝑓(𝑥) = −𝑥² + 12𝑥 + 20, tem um valor a) mínimo, igual a −16, para 𝑥 = 6. b) mínimo, igual a 16, para 𝑥 = −12. c) máximo, igual a 56, para 𝑥 = 6. d) máximo, igual a 72, para 𝑥 = 12. e) máximo, igual a 240, para 𝑥 = 20. 5. A função L(x) = −100x2 + 1200x – 2700 representa o lucro de uma empresa, em milhões de reais, onde x é a quantidade de unidades vendidas. Nesse contexto, considere as seguintes afirmações: I. Se vender apenas 2 unidades, a empresa terá lucro. II. Se vender exatamente 6 unidades, a empresa terá lucro máximo. III. Se vender 15 unidades, a empresa terá prejuízo. Está(ão) correta(s) apenas: a) I b) II c) III d) I e II e) II e III 6. Nos processos industriais, como na indústria de cerâmica, é necessário o uso de fornos capazes de produzir elevadas temperaturas e, em muitas situações, o tempo de elevação dessa temperatura deve ser controlado, para garantir a qualidade do produto final e a economia no processo. Em uma indústria de cerâmica, o forno é programado para elevar a temperatura ao longo do tempo de acordo com a função: + = − + 2 7 t 20, para 0 t 100 5 T(t) 2 16 t t 320, para t 100 125 5 em que T é o valor da temperatura atingida pelo forno, em graus Celsius, e t é o tempo, em minutos, decorrido desde o instante em que o forno é ligado. Uma peça deve ser colocada nesse forno quando a temperatura for 48 oC e retirada quando a temperatura for 200 oC. O tempo de permanência dessa peça no forno é, em minutos, igual a: a) 100 b) 108 c) 128 d) 130 e) 150 7. Sendo 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 3 e 𝑔(𝑥) = 𝑥2 − 1, determine a função ℎ(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)). Quais são as coordenadas dos pontos de interseção do gráfico de ℎ com o eixo das abscissas? 8. Um ciclista desloca-se numa trajetória retilínea segundo a função horária s = −24 – 5t + t2 (no SI). a) Qual o tipo de movimento executado pelo ciclista: MU ou MUV? 3 b) Qual a posição inicial, a velocidade inicial e a aceleração do ciclista? c) Determine a função horária da velocidade do ciclista. d) Dê o instante em que o ciclista passa pela origem das posições da trajetória. 9. Um automóvel está parado diante de um semáforo. Imediatamente após o sinal ter aberto, um caminhão o ultrapassa com velocidade constante de 20 m/s. Nesse exato instante, o motorista do automóvel arranca com uma aceleração de 4 m/s2 em perseguição ao caminhão. a) Após quanto tempo o automóvel alcançará o caminhão? b) Quantos metros terá percorrido o automóvel? 10. Um móvel desloca-se sobre uma reta, obedecendo à função horária s = 6 – 5t + t2 (no SI). Determine: a) a função v = f(t). b) o instante em que o móvel inverte o sentido do seu movimento. c) o espaço percorrido entre os instantes 4s e 9s. 11. Um motorista está dirigindo um automóvel a uma velocidade de 54 km/h. Ao ver o semáforo fechado, pisa no freio. A aceleração máxima para que o automóvel não derrape tem módulo igual a 5 m/s2. Qual a menor distância que o automóvel irá percorrer, sem derrapar e até parar, a partir do instante em que o motorista aciona o freio? 12. Ao iniciar a travessia de um túnel retilíneo de 200 m de comprimento, um automóvel de dimensões desprezíveis movimenta-se com velocidade de 25 m/s. Durante a travessia, desacelera uniformemente, saindo do túnel com velocidade de 5 m/s. Qual o módulo de sua aceleração escalar nesse percurso? 13. Uma bala, que se move a uma velocidade escalar de 200 m/s, ao penetrar em um bloco de madeira fixo sobre um muro, é desacelerada uniformemente até parar. Qual o tempo que a bala levou em movimento dentro do bloco, se a distância total percorrida em seu interior foi igual a 10 cm? 14. A velocidade de um móvel em Movimento Retilíneo Uniformemente Variado, obedece à função horária v = 2 + 3t, com as unidades no SI. Para este móvel, determine: a) a velocidade escalar inicial e a aceleração escalar. b) a velocidade 10 segundos após o início do movimento. 4 c) se o movimento é acelerado ou retardado no instante 10 s. 15. (UFRGS) Um automóvel que anda com velocidade escalar de 72 kmh é freado de tal forma que, 6,0 s após o início da freada, sua velocidade escalar é de 8,0 ms. O tempo gasto pelo móvel até parar e a distância percorrida até então valem, respectivamente: a) 10 s; 100 m b) 10 s; 200 m c) 20 s; 100 m d) 20 s; 200 m e) 5 s; 150 m 16. (UEPB) Dois automóveis, A e B, deslocam-se um em direção ao outro numa competição. O automóvel A desloca-se a uma velocidade de 162 kmh; o automóvel B, a 108 kmh. Considere que os freios dos dois automóveis são acionados ao mesmo tempo e que a velocidade diminui a uma razão de 7,5 ms, em cada segundo. Qual é a menor distância entre os carros A e B para que eles não se choquem a) 135 m b) 60 m c) 210 m d) 195 m e) 75 m 17. Um automóvel movimenta-se com velocidade escalar de 90 𝑘𝑚/ℎ. Freado uniformemente, ele percorre 75 𝑚 até parar. Determine a aceleração produzida pelos freios. 18. Um veículo desloca-se com velocidade de 10 𝑚/𝑠 quando uma criança entra na pista, 25 𝑚 à frente. Se o motorista pisa no freio, imediatamente, imprimindo ao veículo uma desaceleração constante de 5 𝑚/𝑠2, ele irá parar: a) após atropelar a criança. b) a 2 𝑚 da criança. c) a 5 𝑚 da criança. d) a 10 𝑚 da criança. e) a 15 𝑚 da criança. 19. Dois carros, 𝐴 e 𝐵, deslocam-se numa mesma estrada retilínea e suas velocidades variam com o tempo conforme o gráfico a seguir. 5 Assumindo que no instante 𝑡 = 0 eles estão juntos, avalie em verdadeira ou falsa cada afirmativa a seguir. a) Os dois carros estão em movimento uniforme. b) A aceleração do carro 𝐴 é de 1,0 𝑚/𝑠2. c) A velocidade de 𝐵 é sempre maior que a de 𝐴. d) No instante 𝑡 = 20 𝑠, os dois carros estão juntos. e) Após 40 𝑠, os dois carros percorreram a mesma distância. 20. Dois veículos que trafegam com velocidade constante em uma estrada, na mesma direção e sentido, devem manter entre si uma distância mínima. Isso porque o movimento de um veículo, até que ele pare totalmente, ocorre em duas etapas, a partir do momento em que o motorista detecta um problema que exige uma freada brusca. A primeira etapa é associada à distância que o veículo percorre entre o intervalo de tempo da detecção do problema e o acionamento dos freios. Já a segunda se relaciona com a distância que o automóvel percorre enquanto os freios agem com desaceleração constante. Considerando a situação descrita, qual esboço gráfico representa a velocidade do automóvel em relação à distância percorrida até parar totalmente? a) b) c) d) e) 21. (UFPR) Um móvel desloca-se ao longo de uma trajetória retilínea, e sua posição escalar varia com o tempo conforme o gráfico. 6 Avalie cada afirmativa a seguir e julgue em verdadeira ou falsa. a) A velocidade inicial do móvel é positiva. b) A velocidade no instante 𝑡𝑦 é nula. c) A distância máxima percorrida pelo móvel ocorre no instante 𝑡𝑧. d) De 𝑡𝑥 a 𝑡𝑦, o movimento é uniformemente retardado. e) De 𝑡𝑦 a 𝑡𝑧 o movimento é progressivo acelerado. Problemas de Queda Livre 22. Um corpo é abandonado, apartir do repouso, de uma altura de 80 𝑚 acima do solo terrestre. Determine o tempo de queda até o solo e a velocidade escalar do corpo no instante em que ele atinge o solo. Despreze a resistência do ar e considere 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2. 23. Um garoto encontra-se num apartamento no alto de um edifício. Pela janela, ele atira verticalmente para baixo um objeto com velocidade inicial de 10 𝑚/𝑠. O objeto demora 2 𝑠 para atingir o solo. Considerando que 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2, determine a altura em que se encontra o garoto. Despreze a resistência do ar. Problemas de Lançamento Vertical para Cima 24. Um corpo é lançado verticalmente para cima, de uma altura de 30 𝑚 em relação ao solo, com velocidade inicial de 30 𝑚/𝑠. Despreze a resistência do ar, adote 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 e determine: a) o tempo necessário para o corpo atingir o ponto de altura máxima. b) a altura máxima atingida pelo corpo, em relação ao solo. c) o tempo, desde o lançamento, que o corpo leva para atingir o solo. d) a velocidade escalar do corpo no instante 𝑡 = 4 𝑠. 7 25. De um ponto a 20 𝑚 do solo, lança-se verticalmente para cima, um objeto com velocidade inicial de 10 𝑚/𝑠. Desprezando-se a resistência do ar e considerando 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2, considere as afirmativas a seguir. I. A altura máxima atingida é de 25 𝑚, em relação ao solo. II. O objeto atinge o solo com velocidade de 10 𝑚/𝑠 em módulo. III. O tempo, do lançamento até o retorno ao solo, é de 2 𝑠. São verdadeiras apenas: a) I b) II c) III d) I e II e) II e III Problemas de Lançamento Horizontal 26. Um corpo é lançado horizontalmente com velocidade de 20 𝑚/𝑠 do alto de um prédio de 20 𝑚 de altura. Adote 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 e desconsidere a resistência do ar. Por fim, determine: a) o tempo de queda. b) o ponto onde o corpo atinge o solo. c) a velocidade do corpo ao atingir o solo. d) a equação da trajetória. 27. (Cefet – RJ) Uma bola de pingue-pongue rola sobre uma mesa com velocidade constante de 0,2 𝑚/𝑠. Após sair da mesa, cai, atingindo o chão a uma distância de 0,2 𝑚 dos pés da mesa. Adotando 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 e desprezando a resistência do ar, determine: a) a altura da mesa. b) o tempo gasto pela bola para atingir o solo. 28. Esboce o gráfico de cada função a seguir. a) 𝑓(𝑥) = 𝑥3 b) 𝑓(𝑥) = 𝑥4 c) 𝑓(𝑥) = √𝑥 d) 𝑓(𝑥) = √𝑥 3 e) 𝑓(𝑥) = √𝑥 5 f) 𝑓(𝑥) = 𝑥−1 g) 𝑓(𝑥) = 𝑥−2 h) 𝑓(𝑥) = 𝑥−4 29. Esboce o gráfico de cada função a seguir. a) 𝑓(𝑥) = (𝑥 − 3)2 b) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 3 c) 𝑓(𝑥) = √𝑥 + 2 d) 𝑓(𝑥) = √𝑥 3 + 2 e) 𝑓(𝑥) = 1 𝑥+1 f) 𝑓(𝑥) = 1 𝑥 + 1 g) 𝑓(𝑥) = −𝑥6 h) 𝑓(𝑥) = −√𝑥 7 i) 𝑓(𝑥) = √−𝑥 j) 𝑓(𝑥) = −√−𝑥 8 Gabaritos: 1. a) b) c) d) 2. 𝑓(𝑥) = 2𝑥2 + 2𝑥 − 4 3. 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 4𝑥 + 3 4. c) 5. e) 6. d) 7. ℎ(𝑥) = 𝑥2 + 6𝑥 + 8 ; (−4,0) e (−2,0) 9 8. a) MUV b) −24 𝑚 ; −5 𝑚/𝑠 ; 2 𝑚/𝑠2 c) 𝑣 = −5 + 2𝑡 d) 8 𝑠 9. a) 10 𝑠 b) 200 𝑚 10. a) 𝑣 = −5 + 2𝑡 b) 2,5 𝑠 c) 40 𝑚 11. 22,5 𝑚 12. 1,5 𝑚/𝑠2 13. 10−3 𝑠 14. a) 2 𝑚/𝑠 ; 3 𝑚/𝑠2 b) 32 𝑚/𝑠 c) Acelerado 15. a) 16. d) 17. −4,2 𝑚/𝑠2 18. e) 19. a) F b) V c) F d) F e) V 20. b) 21. a) V b) V c) V d) V e) F 10 22. 𝑡 = 4 𝑠 e 𝑣 = 40 𝑚/𝑠 23. 40 𝑚 24. a) 3 𝑠 b) 75 𝑚 c) 6,87 𝑠 d) −10 𝑚/𝑠 25. a) 26. a) 2 𝑠 b) 40 𝑚 c) 20√2 𝑚/𝑠 d) ℎ = 𝑥 2/80 27. a) 5 𝑚 b) 1 s 28. a) b) c) d) 11 e) f) g) h) 29. a) b) c) d) 12 e) f) g) h) i) j)
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