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Página 2 de 32 Olá! Tudo Bem? Eu sou o professor Aruã Dias e você acaba de adquirir uma super lista de exercícios com Gabarito Comentado da disciplina FÍSICA, que aborda o conteúdo de CINEMÁTICA. Esta lista irá ajudar no seu preparo para CARREIRAS MILITARES. O(s) conteúdo(s) abordado(s) nesta lista são: • Conceitos Iniciais de Cinemática Escalar • Movimento Uniforme (M.U.) Bons Estudos! Para dúvidas e/ou agendamento de aulas pode entrar em contato comigo! Celular/Whatsapp: (71) 99259 8842 Instagram: @prof.aruadias Página 3 de 32 1. (Unicamp 2017) Em 2016 foi batido o recorde de voo ininterrupto mais longo da história. O avião Solar Impulse 2, movido a energia solar, percorreu quase 6.480 km em aproximadamente 5 dias, partindo de Nagoya no Japão até o Havaí nos Estados Unidos da América. A velocidade escalar média desenvolvida pelo avião foi de aproximadamente a) 54 km h. b) 15 km h. c) 1.296 km h. d) 198 km h. 2. (Enem 2012) Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h. Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega? a) 0,7 b) 1,4 c) 1,5 d) 2,0 e) 3,0 3. (Espcex (Aman) 2020) Considere um objeto que se desloca em movimento retilíneo uniforme durante 10 s. O desenho abaixo representa o gráfico do espaço em função do tempo. O espaço do objeto no instante t 10 s,= em metros, é a) 25 m. b) 30 m. c) 33 m. Página 4 de 32 d) 36 m. e) 40 m. 4. (Mackenzie 2018) Uma pessoa realiza uma viagem de carro em uma estrada retilínea, parando para um lanche, de acordo com gráfico acima. A velocidade média nas primeiras 5 horas deste movimento é a) 10 km h. b) 12 km h. c) 15 km h. d) 30 km h. e) 60 km h. 5. (Famema 2020) De dentro do ônibus, que ainda fazia manobras para estacionar no ponto de parada, o rapaz, atrasado para o encontro com a namorada, a vê indo embora pela calçada. Quando finalmente o ônibus para e o rapaz desce, a distância que o separa da namorada é de 180 m. Sabendo que a namorada do rapaz se movimenta com velocidade constante de 0,5 m s e que o rapaz pode correr com velocidade constante de 5 m s, o tempo mínimo para que ele consiga alcançá-la é de a) 10 s. b) 45 s. c) 25 s. d) 50 s. e) 40 s. 6. (Enem PPL 2013) Conta-se que um curioso incidente aconteceu durante a Primeira Guerra Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto francês viu o que acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a rapidamente, ficou surpreso ao verificar que se tratava de um projétil alemão. PERELMAN, J. Aprenda física brincando. São Paulo: Hemus, 1970. O piloto consegue apanhar o projétil, pois a) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na frente do piloto. b) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente superior. c) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião francês passou. Página 5 de 32 d) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor. e) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor. 7. (G1 - ifba 2017) Dois veículos A e B trafegam numa rodovia plana e horizontal, obedecendo as seguintes equações horárias cujas unidades estão expressas no Sistema Internacional de medidas (S.I.): AX 200,0 10,0t= + e BX 1.000,0 30,0t= − Ao analisar estes movimentos, pode-se afirmar que a velocidade relativa de afastamento dos veículos, em km h, vale: a) 20,0 b) 40,0 c) 80,0 d) 100,0 e) 144,0 8. (Esc. Naval 2015) Analise o gráfico abaixo O trajeto entre duas cidades é de 510 km. Considere um veículo executando esse trajeto. No gráfico acima, temos a velocidade média do veículo em três etapas. Com base nos dados apresentados no gráfico, qual a velocidade média, em km h, estabelecida pelo veículo no trajeto todo? a) 48 b) 51 c) 54 d) 57 e) 60 9. (Espcex (Aman) 2017) Um trem de 150 m de comprimento se desloca com velocidade escalar constante de 16 m s. Esse trem atravessa um túnel e leva 50 s desde a entrada até a saída completa de dentro dele. O comprimento do túnel é de: a) 500 m b) 650 m c) 800 m d) 950 m e) 1.100 m 10. (G1 - col. naval 2019) Considere dois navios de guerra, uma Corveta e uma Fragata navegando paralelamente e no mesmo sentido em um trecho retilíneo. Página 6 de 32 Sabendo que a Corveta apresenta comprimento 100 m e se locomove em movimento uniforme com velocidade escalar média de 20 m s e a Fragata apresenta comprimento 130 m e se locomove também em movimento uniforme mas com velocidade escalar média de 10 m s. Calcule, em segundos, o intervalo de tempo necessário para que a Corveta ultrapasse a Fragata a partir do momento em que a frente da Corveta estiver posicionada exatamente ao lado da traseira da Fragata e ao final da ultrapassagem quando a traseira da Corveta estiver posicionada exatamente ao lado da frente da Fragata, e assinale a opção correta. a) 6,5 b) 8,0 c) 13 d) 23 e) 30 11. (Unicamp 2016) Drones são veículos voadores não tripulados, controlados remotamente e guiados por GPS. Uma de suas potenciais aplicações é reduzir o tempo da prestação de primeiros socorros, levando pequenos equipamentos e instruções ao local do socorro, para que qualquer pessoa administre os primeiros cuidados até a chegada de uma ambulância. Considere um caso em que o drone ambulância se deslocou 9 km em 5 minutos. Nesse caso, o módulo de sua velocidade média é de aproximadamente a) 1,4 m / s. b) 30 m / s. c) 45 m / s. d) 140 m / s. 12. (Enem PPL 2013) Antes das lombadas eletrônicas, eram pintadas faixas nas ruas para controle da velocidade dos automóveis. A velocidade era estimada com o uso de binóculos e cronômetros. O policial utilizava a relação entre a distância percorrida e o tempo gasto, para determinar a velocidade de um veículo. Cronometrava-se o tempo que um veículo levava para percorrer a distância entre duas faixas fixas, cuja distância era conhecida. A lombada eletrônica é um sistema muito preciso, porque a tecnologia elimina erros do operador. A distância entre os sensores é de 2 metros, e o tempo é medido por um circuito eletrônico. O tempo mínimo, em segundos, que o motorista deve gastar para passar pela lombada eletrônica, cujo limite é de 40 km/h, sem receber uma multa, é de a) 0,05. b) 11,1. c) 0,18. d) 22,2. e) 0,50. 13. (Eear 2017) Página 7 de 32 O avião identificado na figura voa horizontalmente da esquerda para a direita. Um indivíduo no solo observa um ponto vermelho na ponta da hélice. Qual figura melhor representa a trajetória de tal ponto em relação ao observador externo? a) b) c) d) 14. (Eear 2017) Uma aeronave F5 sai da base aérea de Santa Cruz às 16h30min para fazer um sobrevoo sobre a Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), no momento da formatura de seus alunos do Curso de Formação de Sargentos. Sabendo que o avião deve passar sobreo evento exatamente às 16h36min e que a distância entre a referida base aérea e a EEAR é de 155 km, qual a velocidade média, em km h, que a aeronave deve desenvolver para chegar no horário previsto? a) 1.550 b) 930 Página 8 de 32 c) 360 d) 180 15. (Unicamp 2013) Para fins de registros de recordes mundiais, nas provas de 100 metros rasos não são consideradas as marcas em competições em que houver vento favorável (mesmo sentido do corredor) com velocidade superior a 2 m s. Sabe-se que, com vento favorável de 2 m s, o tempo necessário para a conclusão da prova é reduzido em 0,1s. Se um velocista realiza a prova em 10 s sem vento, qual seria sua velocidade se o vento fosse favorável com velocidade de 2 m s? a) 8,0 m/s. b) 9,9 m/s. c) 10,1 m/s. d) 12,0 m/s. 16. (Enem PPL 2012) Em apresentações musicais realizadas em espaços onde o público fica longe do palco, é necessária a instalação de alto-falantes adicionais a grandes distâncias, além daqueles localizados no palco. Como a velocidade com que o som se propaga no ar ( 2 somv 3,4 10 m / s= ) é muito menor do que a velocidade com que o sinal elétrico se propaga nos cabos ( 8sinalv 2,6 10 m / s= ), é necessário atrasar o sinal elétrico de modo que este chegue pelo cabo ao alto-falante no mesmo instante em que o som vindo do palco chega pelo ar. Para tentar contornar esse problema, um técnico de som pensou em simplesmente instalar um cabo elétrico com comprimento suficiente para o sinal elétrico chegar ao mesmo tempo que o som, em um alto-falante que está a uma distância de 680 metros do palco. A solução é inviável, pois seria necessário um cabo elétrico de comprimento mais próximo de a) 31,1 10 km. b) 48,9 10 km. c) 51,3 10 km. d) 55,2 10 km. e) 136,0 10 km. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra. 17. (Unicamp 2015) Os astrônomos estimam que a estrela estaria situada a uma distância 18d 9,0 10 m= da Terra. Considerando um foguete que se desloca a uma velocidade 4v 1,5 10 m / s,= o tempo de viagem do foguete da Terra até essa estrela seria de 7(1ano 3,0 10 s) a) 2.000 anos. b) 300.000 anos. c) 6.000.000 anos. d) 20.000.000 anos. 18. (Unicamp 2019) O físico inglês Stephen Hawking (1942-2018), além de suas contribuições Página 9 de 32 importantes para a cosmologia, a física teórica e sobre a origem do universo, nos últimos anos de sua vida passou a sugerir estratégias para salvar a raça humana de uma possível extinção, entre elas, a mudança para outro planeta. Em abril de 2018, uma empresa americana, em colaboração com a Nasa, lançou o satélite TESS, que analisará cerca de vinte mil planetas fora do sistema solar. Esses planetas orbitam estrelas situadas a menos de trezentos anos-luz da Terra, sendo que um ano-luz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano. Considere um ônibus espacial atual que viaja a uma velocidade média 4v 2,0 10 km s.= O tempo que esse ônibus levaria para chegar a um planeta a uma distância de 100 anos luz− é igual a Dado: A velocidade da luz no vácuo é igual a 8c 3,0 10 m s.= Se necessário, use aceleração da gravidade 2g 10 m s ,= aproxime 3,0π = e 51atm 10 Pa.= a) 66 anos. b) 100 anos. c) 600 anos. d) 1.500 anos. 19. (Eear 2018) Um móvel completa 1 3 de um percurso com o módulo da sua velocidade média igual a 2 km h e o restante com o módulo da velocidade média igual a 8 km h. Sendo toda a trajetória retilínea, podemos afirmar que a velocidade média desse móvel durante todo o percurso, em km h, foi igual a a) 4 b) 5 c) 6 d) 10 20. (Epcar (Afa) 2011) Dois automóveis A e B encontram-se estacionados paralelamente ao marco zero de uma estrada. Em um dado instante, o automóvel A parte, movimentando-se com velocidade escalar constante AV = 80 km/h. Depois de certo intervalo de tempo, tΔ , o automóvel B parte no encalço de A com velocidade escalar constante BV = 100 km/h. Após 2 h de viagem, o motorista de A verifica que B se encontra 10 km atrás e conclui que o intervalo tΔ , em que o motorista B ainda permaneceu estacionado, em horas, é igual a a) 0,25 b) 0,50 c) 1,00 d) 4,00 21. (Unicamp 2018) Situado na costa peruana, Chankillo, o mais antigo observatório das Américas, é composto por treze torres que se alinham de norte a sul ao longo de uma colina. Em 21 de dezembro, quando ocorre o solstício de verão no Hemisfério Sul, o Sol nasce à direita da primeira torre (sul), na extrema direita, a partir de um ponto de observação definido. À medida que os dias passam, a posição em que o Sol nasce se desloca entre as torres rumo à esquerda (norte). Pode-se calcular o dia do ano, observando-se qual torre coincide com a posição do Sol ao amanhecer. Em 21 de junho, solstício de inverno no Hemisfério Sul, o Sol nasce à esquerda da última torre na extrema esquerda e, à medida que os dias passam, vai se movendo rumo à direita, para reiniciar o ciclo no dezembro seguinte. Página 10 de 32 Sabendo que as torres de Chankillo se posicionam ao longo de 300 metros no eixo norte-sul, a velocidade escalar média com a qual a posição do nascer do Sol se desloca através das torres é de aproximadamente a) 0,8 m dia. b) 1,6 m dia. c) 25 m dia. d) 50 m dia. 22. (Unicamp 2012) 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) 2 horas e 13 minutos. b) 1 hora e 23 minutos. c) 51 minutos. d) 37 minutos. 23. (Enem 2019) A agricultura de precisão reúne técnicas agrícolas que consideram particularidades locais do solo ou lavoura a fim de otimizar o uso de recursos. Uma das formas de adquirir informações sobre essas particularidades é a fotografia aérea de baixa altitude realizada por um veículo aéreo não tripulado (vant). Na fase de aquisição é importante determinar o nível de sobreposição entre as fotografias. A figura ilustra como uma sequência de imagens é coletada por um vant e como são formadas as sobreposições frontais. Página 11 de 32 O operador do vant recebe uma encomenda na qual as imagens devem ter uma sobreposição frontal de 20% em um terreno plano. Para realizar a aquisição das imagens, seleciona uma altitude H fixa de voo de 1.000 m, a uma velocidade constante de 150 m s .− A abertura da câmera fotográfica do vant é de 90 . Considere tg (45 ) 1. = Natural Resources Canada. Concepts of Aerial Photography. Disponível em: www.nrcan.gc.ca. Acesso em: 26 abr. 2019 (adaptado). Com que intervalo de tempo o operador deve adquirir duas imagens consecutivas? a) 40 segundos b) 32 segundos c) 28 segundos d) 16 segundos e) 8 segundos 24. (Espcex (Aman) 2012) Um automóvel percorre a metade de uma distância D com uma velocidade média de 24 m s e a outra metade com uma velocidade média de 8 m s. Nesta situação, a velocidade média do automóvel, ao percorrer toda a distância D, é de: a) 12 m s b) 14 m s c) 16 m s d) 18 m s e) 32 m s TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto:Andar de bondinho no complexo do Pão de Açúcar no Rio de Janeiro é um dos passeios aéreos urbanos mais famosos do mundo. Marca registrada da cidade, o Morro do Pão de Página 12 de 32 Açúcar é constituído de um único bloco de granito, despido de vegetação em sua quase totalidade e tem mais de 600 milhões de anos. O passeio completo no complexo do Pão de Açúcar inclui um trecho de bondinho de aproximadamente 540 m, da Praia Vermelha ao Morro da Urca, uma caminhada até a segunda estação no Morro da Urca, e um segundo trecho de bondinho de cerca de 720 m, do Morro da Urca ao Pão de Açúcar 25. (Unicamp 2014) A velocidade escalar média do bondinho no primeiro trecho é 1v 10,8 km / h= e, no segundo, é 2v 14,4 km / h.= Supondo que, em certo dia, o tempo gasto na caminhada no Morro da Urca somado ao tempo de espera nas estações é de 30 minutos, o tempo total do passeio completo da Praia Vermelha até o Pão de Açúcar será igual a a) 33 min. b) 36 min. c) 42 min. d) 50 min. 26. (Fuvest 2010) Astrônomos observaram que a nossa galáxia, a Via Láctea, está a 2,5×106 anos-luz de Andrômeda, a galáxia mais próxima da nossa. Com base nessa informação, estudantes em uma sala de aula afirmaram o seguinte: I. A distância entre a Via Láctea e Andrômeda é de 2,5 milhões de km. II. A distância entre a Via Láctea e Andrômeda é maior que 2×1019 km. III. A luz proveniente de Andrômeda leva 2,5 milhões de anos para chegar à Via Láctea. Está correto apenas o que se afirma em Dado: 1 ano tem aproximadamente 3×107 s. a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III. 27. (Fuvest 2020) Um estímulo nervoso em um dos dedos do pé de um indivíduo demora cerca de 30 ms para chegar ao cérebro. Nos membros inferiores, o pulso elétrico, que conduz a informação do estímulo, é transmitido pelo nervo ciático, chegando à base do tronco em 20 ms. Da base do tronco ao cérebro, o pulso é conduzido na medula espinhal. Considerando que a altura média do brasileiro é de 1,70 m e supondo uma razão média de 0,6 entre o comprimento dos membros inferiores e a altura de uma pessoa, pode‐se concluir que as velocidades médias de propagação do pulso nervoso desde os dedos do pé até o cérebro e da base do tronco até o cérebro são, respectivamente: a) 51m s e 51m s b) 51m s e 57 m s c) 57 m s e 57 m s d) 57 m s e 68 m s e) 68 m s e 68 m s 28. (Espcex (Aman) 2012) Um avião bombardeiro deve interceptar um comboio que transporta armamentos inimigos quando este atingir um ponto A, onde as trajetórias do avião e do Página 13 de 32 comboio se cruzarão. O comboio partirá de um ponto B, às 8 h, com uma velocidade constante igual a 40 km h, e percorrerá uma distância de 60 km para atingir o ponto A. O avião partirá de um ponto C, com velocidade constante igual a 400 km h, e percorrerá uma distância de 300 km até atingir o ponto A. Consideramos o avião e o comboio como partículas descrevendo trajetórias retilíneas. Os pontos A, B e C estão representados no desenho abaixo. Para conseguir interceptar o comboio no ponto A, o avião deverá iniciar o seu voo a partir do ponto C às: a) 8 h e 15 min. b) 8 h e 30 min. c) 8 h e 45 min. d) 9 h e 50 min. e) 9 h e 15 min. 29. (Fuvest 2010) Um avião, com velocidade constante e horizontal, voando em meio a uma tempestade, repentinamente perde altitude, sendo tragado para baixo e permanecendo com aceleração constante vertical de módulo a > g, em relação ao solo, durante um intervalo de tempo ∆t. Pode-se afirmar que, durante esse período, uma bola de futebol que se encontrava solta sobre uma poltrona desocupada a) permanecerá sobre a poltrona, sem alteração de sua posição inicial. b) flutuará no espaço interior do avião, sem aceleração em relação ao mesmo, durante o intervalo de tempo ∆t. c) será acelerada para cima, em relação ao avião, sem poder se chocar com o teto, independentemente do intervalo de tempo ∆t. d) será acelerada para cima, em relação ao avião, podendo se chocar com o teto, dependendo do intervalo de tempo ∆t. e) será pressionada contra a poltrona durante o intervalo de tempo ∆t. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O radar é um dos dispositivos mais usados para coibir o excesso de velocidade nas vias de trânsito. O seu princípio de funcionamento é baseado no efeito Doppler das ondas eletromagnéticas refletidas pelo carro em movimento. Considere que a velocidade medida por um radar foi Vm = 72 km/h para um carro que se aproximava do aparelho. 30. (Unicamp 2011) Quando um carro não se move diretamente na direção do radar, é preciso fazer uma correção da velocidade medida pelo aparelho (Vm) para obter a velocidade real do veículo (Vr). Essa correção pode ser calculada a partir da fórmula Vm = Vr cos(α) , em que α é o ângulo formado entre a direção de tráfego da rua e o segmento de reta que liga o radar ao ponto da via que ele mira. Suponha que o radar tenha sido instalado a uma distância de 50 m do centro da faixa na qual o carro trafegava, e tenha detectado a velocidade do carro quando este estava a 130 m de distância, como mostra a figura a seguir. Página 14 de 32 Se o radar detectou que o carro trafegava a 72 km/h, sua velocidade real era igual a a) 66,5 km/h. b) 78 km/h. c) 36 3 km/h. d) 144 / 3 km/h. 31. (Ita 2016) No sistema de sinalização de trânsito urbano chamado de “onda verde”, há semáforos com dispositivos eletrônicos que indicam a velocidade a ser mantida pelo motorista para alcançar o próximo sinal ainda aberto. Considere que de início o painel indique uma velocidade de 45 km h. Alguns segundos depois ela passa para 50 km h e, finalmente, para 60 km h. Sabendo que a indicação de 50 km h no painel demora 8,0 s antes de mudar para 60 km h, então a distância entre os semáforos é de a) 11,0 10 km.− b) 12,0 10 km.− c) 14,0 10 km.− d) 1,0 km. e) 1,2 km. 32. (Efomm 2020) Um circuito muito veloz da Fórmula 1 é o GP de Monza, onde grande parte do circuito é percorrida com velocidade acima de 300 km h. O campeão em 2018 dessa corrida foi Lewis Hamilton com sua Mercedes V6 Turbo Híbrido, levando em tempo total de 1h16min 54s, para percorrer as 53 voltas do circuito que tem 5,79 km de extensão. A corrida é finalizada quando uma das duas situações ocorre antes: ou o número estipulado de voltas é alcançado, ou a duração da corrida chega a 2 horas. Suponha que o regulamento seja alterado, e agora a corrida é finalizada apenas pelo tempo de prova. Considere ainda que Hamilton tenha mantido a velocidade escalar média. Quantas voltas a mais o piloto completará até que a prova seja finalizada pelo tempo? a) 29 b) 46 c) 55 d) 61 e) 70 33. (Epcar (Afa) 2011) Um turista, passeando de bugre pelas areias de uma praia em Natal – RN, percorre uma trajetória triangular, que pode ser dividida em três trechos, conforme a figura abaixo. Página 15 de 32 Os trechos B e C possuem o mesmo comprimento, mas as velocidades médias desenvolvidas nos trechos A, B e C foram, respectivamente, v, 2v e v. A velocidade escalar média desenvolvida pelo turista para percorrer toda a trajetória triangular vale a) v 2 b) 2v 2 c) 4v d) ( )4 2 2 v− 34. (Ita 2017) Um automóvel percorre um trecho retilíneo de uma rodovia. A figura mostra a velocidade do carro em função da distância percorrida, em km, indicada no odômetro. Sabendo que a velocidade escalar média no percurso é de 36 km h, assinale respectivamente o tempo total dispendido e a distância entre os pontos inicial e final do percurso. a) 9 min e 2 km. b) 10 min e 2 km. c) 15 min e 2 km. d) 15 min e 3 km. e) 20 min e 2 km. 35. (Efomm 2016) Uma videochamada ocorre entre dois dispositivosmóveis localizados sobre a superfície da Terra, em meridianos opostos, e próximo ao equador. As informações, codificadas em sinais eletromagnéticos, trafegam em cabos de telecomunicações com velocidade muito próxima à velocidade da luz no vácuo. O tempo mínimo, em segundos, para que um desses sinais atinja o receptor e retorne ao mesmo dispositivo que o transmitiu é, aproximadamente, Dados: raio médio da Terra, 8med 1 R 10 m; 15 = Velocidade da luz (vácuo), 8 m c 3 10 . s = Página 16 de 32 a) 1 30 b) 115 c) 2 15 d) 1 5 e) 3 10 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Recentemente, uma equipe internacional de cientistas detectou a explosão de uma estrela conhecida como SN2016aps, que teria sido a explosão de supernova mais brilhante já registrada. 36. (Unicamp 2021) A SN2016aps dista da Terra 4,0 bilhões de anos-luz, enquanto a supernova DES16C2nm, localizada a 10,5 bilhões de anos-luz de distância da Terra, é a mais distante já descoberta. Considere que uma explosão das duas supernovas ocorra simultaneamente. Quando o sinal luminoso da explosão da supernova mais próxima for detectado na Terra, a radiação luminosa da supernova DES16C2nm estará a uma distância da Terra aproximadamente igual a Dados: 71ano 3,0 10 s Velocidade da luz: 8c 3,0 10 m s= a) 96,5 10 km. b) 159,0 10 km. c) 163,6 10 km. d) 225,9 10 km. 37. (Esc. Naval 2019) Analise o gráfico abaixo. Uma aeronave de patrulha A segue, com velocidade escalar constante AV , rumo ao ponto P com a finalidade de interceptar outra aeronave, B, a qual mantém altitude e velocidade escalar constante e, inicialmente, encontra-se 1,00 km ao norte (sentido positivo de x) e 2,00 km acima de A. Sabendo que a aeronave B percorre 5,00 km em 30,0 segundos antes de ser interceptada no ponto P, a diferença, A BV V ,− entre as velocidades escalares das duas aeronaves, em km h, é igual a: a) 450 b) 300 c) 150 Página 17 de 32 d) 120 e) 90,0 38. (Unesp 2016) Em uma viagem de carro com sua família, um garoto colocou em prática o que havia aprendido nas aulas de física. Quando seu pai ultrapassou um caminhão em um trecho reto da estrada, ele calculou a velocidade do caminhão ultrapassado utilizando um cronômetro. O garoto acionou o cronômetro quando seu pai alinhou a frente do carro com a traseira do caminhão e o desligou no instante em que a ultrapassagem terminou, com a traseira do carro alinhada com a frente do caminhão, obtendo 8,5 s para o tempo de ultrapassagem. Em seguida, considerando a informação contida na figura e sabendo que o comprimento do carro era 4m e que a velocidade do carro permaneceu constante e igual a 30 m / s, ele calculou a velocidade média do caminhão, durante a ultrapassagem, obtendo corretamente o valor a) 24 m / s. b) 21m / s. c) 22 m / s. d) 26 m / s. e) 28 m / s. 39. (G1 - ifpe 2012) Toda manhã, um ciclista com sua bicicleta pedala na orla de Boa Viagem durante 2 horas. Curioso para saber sua velocidade média, ele esboçou o gráfico velocidade escalar em função do tempo, conforme a figura abaixo. A velocidade média, em km/h, entre o intervalo de tempo de 0 a 2 h, vale: a) 3 Página 18 de 32 b) 4 c) 6 d) 8 e) 9 40. (Uerj 2014) Em um longo trecho retilíneo de uma estrada, um automóvel se desloca a 80 km/h e um caminhão a 60 km/h, ambos no mesmo sentido e em movimento uniforme. Em determinado instante, o automóvel encontra-se 60 km atrás do caminhão. O intervalo de tempo, em horas, necessário para que o automóvel alcance o caminhão é cerca de: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 Página 19 de 32 Gabarito: Resposta da questão 1: [A] m m S 6.480 v v 54 km h t 5 24 Δ Δ = = = Resposta da questão 2: [C] Dados: 1S = 80 km; v1 = 80 km/h; 2S = 60 km; v1 = 120 km/h. O tempo total é soma dos dois tempos parciais: 1 2 1 2 1 2 S S 80 60 t t t t 1 0,5 v v 80 120 t 1,5 h. Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ = + = + = + = + = Resposta da questão 3: [C] Cálculo da velocidade do objeto: s 12 3 v v 3 m s t 3 0 Δ Δ − = = = − Equação horária do espaço: ( ) ( )0s t s vt s t 3 3t= + = + Portanto: ( ) ( ) s 10 3 3 10 s 10 33 m = + = Resposta da questão 4: [B] A velocidade média ( )mv é dada pela razão entre a distância percorrida ( )sΔ e o tempo total gasto em percorrê-la ( )t .Δ Cálculo da distância percorrida: A distância percorrida equivale à área sob a curva da velocidade pelo tempo. Página 20 de 32 = =1 1 km A 20 2 h A 40 km h = =2 2 km A 10 2 h A 20 km h = + = + =1 2s A A s 40 km 20 km s 60 kmΔ Δ Δ Logo a velocidade média será: m m m s 60 km v v v 12 km h t 5 h Δ Δ = = = Resposta da questão 5: [E] Considerando a namorada e o namorado como móveis A e B respectivamente, ambos efetuando um movimento retilíneo uniforme, podemos definir as equações das suas posições (s) com relação ao tempo (t) usando as grandezas no Sistema Internacional de Unidades: As 180 0,5t= + Bs 5t= Quando houver o encontro dos dois, suas posições são as mesmas, portanto: A Bs s= 180 0,5t 5t+ = Assim, isolando o tempo temos o tempo de encontro. 180 5t 0,5t 4,5t 180 180 t 4,5 t 40 s = − = = = Resposta da questão 6: [E] A velocidade do projétil em relação ao piloto era nula porque seus movimentos tinham mesmo sentido, com velocidades de mesmo módulo. Página 21 de 32 Resposta da questão 7: [E] Atenção ao enunciado: unidades estão expressas no Sistema Internacional de medidas (S.I.). A equação horária é: 0 0x x V t= + Logo, sabemos que: A A B B 0 0 0 0 V 10 m s V 36 km h V 30 m s V 108 km h = = = − = − O sinal negativo em B indica que ele está indo em direção oposta ao móvel A. Logo: A Brelativa 0 0 relativa relativa V V V V 36 108 V 144 km h = + = + = Resposta da questão 8: [B] Na segunda etapa a velocidade é nula. Então, a distância total percorrida, d 510km= corresponde as soma das percorridas na 1ª e 3ª etapas. Aplicando a definição de velocidade escalar média: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 1 2 2d v t v t 510 55,5 t 72 t 6 t 2 510 288 510 55,5 t 72 4 t t 4h. 55,5 Δ Δ = + = + + − − − = + = = Calculando a velocidade escalar média no trajeto todo: m m S 510 510 v v 51 km/h. t t 6 4 6 Δ Δ = = = = + + Resposta da questão 9: [B] Situação 1: Trem iniciando a estrada ao túnel. Situação 2: Trem finalizando a travessia do túnel. Página 22 de 32 O deslocamento total do trem durante a travessia foi tal que: S PP' L 150 (1) = = + Como a velocidade do trem é constante, então: S v S v t (2) t = = = Substituindo-se a equação (1) na equação (2), tem-se que: L 150 v t L v t 150 (3)+ = = − Substituindo-se os valores dos parâmetros conhecidos na equação (3), tem-se que: L v t 150 16 50 150 800 150 650 m= − = − = − = Resposta da questão 10: [D] Equações horárias do espaço da Corveta e da Fragata: C 0C C C F 0F F F s s v t s 20t s s v t s 130 10t = + = = + = + Para que ocorra a ultrapassagem como descrito, devemos ter que: C Fs s 100 20t 130 10t 100 10t 230 t 23 s − = − − = = = Resposta da questão 11: [B] Observação: rigorosamente, o enunciado deveria especificar tratar-se do módulo da velocidade escalar média. m m Dados : S 9 km 9.000 m; t 5 min 300 s. S 9.000 v v 30 m/s. t 300 Δ Δ Δ Δ = = = = = = = Resposta da questão 12: [C] d 2 7,2 t t 0,18 s. 40v 40 3,6 Δ Δ= = = = Resposta da questão 13: Página 23 de 32 [B] Se pensarmos em umponto na hélice com o avião parado, teremos um movimento circular; agora imaginando que o avião começa a se movimentar da esquerda para a direita, um observador no solo, irá ver o ponto se deslocar para a direita e ao mesmo tempo dele realizando um movimento helicoidal, representado pela letra [B]. Resposta da questão 14: [A] m m m 1 6 min h 10 S 155 V V V 1.550 km h 1t 10 Δ Δ = = = = Resposta da questão 15: [C] Velocidade média do atleta com a ajuda do vento: s 100m v t 9.9s v 10.1m s Δ Δ = = Resposta da questão 16: [D] O tempo deve ser o mesmo para o som e para o sinal elétrico. ( )8cabo cabosinal som cabo8 sinal som 8 5 cabo L Ld 680 t t L 2 2,6 10 v v 3402,6 10 L 5,2 10 m 5,2 10 km. = = = = = = Resposta da questão 17: [D] 8 14 14 7 4 7 d 9 10 6 10 s t 6 10 s 2 10 anos v 1,5 10 3 10 s/ano t 20.000.000 anos. Δ Δ = = = = = = Resposta da questão 18: [D] Um ano equivale a 7365 24 60 60 s 3 10 s. Distância equivalente a 100 anos luz :− 8 7 17 d 100 c t 100 3 10 3 10 d 9 10 m = = = Página 24 de 32 Velocidade da nave: 4 7v 2 10 km h 2 10 m s= = Logo, o tempo que o ônibus levaria é de: 17 10 7 10 7 d 9 10 m t 4,5 10 s v 2 10 m s 4,5 10 s t 1500 anos 3 10 s ano Δ Δ = = = = = Resposta da questão 19: [A] Sendo d a distância total do percurso, temos: Para o primeiro trecho: 1 1 d 3 d 2 t t 6 Δ Δ = = Para o segundo trecho: 2 2 2d 3 d 8 t t 12 Δ Δ = = Portanto, a velocidade média para todo o percurso será: m m d 1 1 v d d 2 1 1 6 12 12 4 v 4 km h = = = + + = Resposta da questão 20: [B] Dados: vA = 80 km/h; vB = 100 km/h; D = 10 km; tA = 2 h. Como ambos são movimentos uniformes, considerando a origem no ponto de partida, temos: A A A A A B B B B B S v t S 80t S v t S 100t = = = = Após 2 h (tA = 2 h) a distância entre os dois automóveis é 10 km, estando B atrás. Então: ( )A B A B B B B S S 10 80t 100 t 10 80 2 100 t 10 150 100 t t 1,5 h. − = − = − = = = Mas: A Bt t t 2 1,5 t 0,5 h. = − = − = Resposta da questão 21: [B] Entre dois solstícios consecutivos, verão e inverno são 6 meses, aproximadamente, 180 dias, intervalo de tempo em que a nascente do Sol desloca-se 300 m. Assim: Página 25 de 32 m m S 300 v v 1,6 m dia. t 180 Δ Δ = Resposta da questão 22: [B] Dados: vA = 5 m/s; vB = 26 nós; 1 nó = 0,5 m/s; d = 40 km. O módulo da velocidade do barco é: Bv 26 0,5 13 m / s.= = Se o barco navega rio acima, a velocidade resultante tem módulo igual à diferença dos módulos: ( )B Av v v 13 5 v 8 m / s 8 3,6 km / h v 28,8 km / h. = − = − = = = Aplicando a definição de velocidade escalar: d d 40 40 v t h t 60min 83,33min t v 28,8 28,8 t 1 h e 23min. = = = = = = Resposta da questão 23: [B] Analisando dois triângulos sobrepostos, temos: 1000 tg45 L 2000 m L 2 = = Distância percorrida pelo avião entre duas fotos: d 0,8 2000 m 1600 m= = Portanto, o intervalo de tempo procurado é de: d 1600 m t v 50 m s t 32 s Δ Δ = = = Resposta da questão 24: [A] Página 26 de 32 m S V t Δ Δ = Primeiro trecho 1 1 D / 2 D 24 t t 48 Δ Δ = → = Segundo trecho 1 1 D / 2 D 8 t t 16 Δ Δ = → = Movimento todo 1 2 D D D t t t 48 16 12 Δ Δ Δ= + = + = m D V 12 m/s D / 12 = = Resposta da questão 25: [B] Dados: 1 1 2 2 c D 540 m; v 10,8 km h 3 m s; D 720 m; v 14,4 km h 4 m s; t 30 min. = = = = = = =Δ Calculando o tempo total: 1 1 1 2 2 1 2 c 2 c D 540 t 180 s 3min. v 3 D 720 t 180 s 3min. t t t t 3 3 30 v 4 t 30min. t 36min. Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ = = = = = = = = = + + = + + = = Resposta da questão 26: [E] I. Errada. É desnecessário efetuar cálculos, pois 1 ano-luz é a distância que a luz percorre em 1 ano, no vácuo. Em todo caso, iremos usá-los nos itens seguintes: d = v t d = (3105 km/s) (2,5106 anos3107 s/ano) 2,251019 km. II. Correta. Veja os cálculos efetuados no item anterior. III. Correta. Resposta da questão 27: [D] Página 27 de 32 Velocidade do pulso desde os dedos do pé até o cérebro: 1 3 1 1 h 1,7 v t 30 10 v 57 m s Δ − = = Tempo de propagação do pulso da base do tronco até o cérebro: 2t 30 ms 20 ms 10 msΔ = − = Distância entre o tronco e o cérebro: d 1,7 m 0,6 1,7 m 0,68 m= − = Sendo assim, a segunda velocidade procurada é de: 2 3 2 2 d 0,68 v t 10 10 v 68 m s Δ − = = = Resposta da questão 28: [C] Como o comboio partirá do ponto B, às 8 h, com uma velocidade constante igual a 40 km h, e percorrerá uma distância de 60 km para atingir o ponto A, temos: - tempo de viagem do comboio: S 60 V 40 t 1,5h t t = → = → = t 8 1,5 9,5h t 9h30min= + = → = Conclusão: o comboio chega ao ponto A às 9h30min. Como o avião partirá de um ponto C, com velocidade constante igual a 400 km h, e percorrerá uma distância de 300 km até atingir o ponto A, temos: - tempo de viagem do avião: S 300 V 400 t 0,75h t 45min t t = → = → = → = Para conseguir interceptar o comboio no ponto A, o avião deverá chegar ao ponto juntamente com o comboio, às 9h30min, ou seja: 9h30min 45min 8h45min− = Conclusão: o avião deverá sair do ponto C às 8h45min, para chegar junto com o comboio no ponto A, às 9h30min. Resposta da questão 29: [D] Enquanto o avião voa horizontalmente, a bola permanece em repouso sobre a poltrona, recebendo dela uma força normal de intensidade igual ao seu peso (N = P). Se o avião apenas caísse em queda livre, com a = g, a bola permaneceria sobre a poltrona, porém a normal se anularia (N = 0 estado de imponderabilidade). No caso, a > g. Como a bola só está sujeita ao próprio peso, ela cai com abola = g, não acompanhando a poltrona. Ou seja, em relação à poltrona, é como se a bola fosse lançada para cima, com ay = a – g. Aliás, essa é mais uma função do cinto de segurança: impedir que os corpos flutuem ou mesmo que “sejam lançados” contra o teto do avião. Resposta da questão 30: Página 28 de 32 [B] Seja x a distância percorrida pelo carro ao longo da pista, deste o instante da detecção até o radar. Aplicando Pitágoras no triângulo mostrado na figura: x2 + 502 = 1302 x2 = 14.400 x = 120 m. Nesse mesmo triângulo: cos = 120 12 130 13 = . Mas: Vm = Vr (cos ) 72 = Vr 12 13 Vr = 72 13 12 Vr = 78 km/h. Resposta da questão 31: [D] Um carro A para pelo semáforo com uma velocidade de 45 km h 12,5 m s= e demora T segundos pra passar o pelo percurso. Um carro B, que esta mais distante passa pelo semáforo com uma velocidade de 50 km h 13,889 m s= e demora T 8− segundos. Ambos pegando a “onda verde”. 0S V t S 12,5 T (i) S 13,889 (T 8) (ii) 12,5 T 13,889 (T 8) T 80 s (iii) (iii) em (i) S 12,5 80 S 1.000 m S 1km Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ = = = − = − = = = = Resposta da questão 32: [A] Velocidade média do piloto: 53 5,79 km 306,87 km v 0,067 km s 1h 16min 54s 4614 s = = Tempo a mais de corrida: t 2h 1h16min 54s 7200 s 4614 s 2586 sΔ = − = − = Distância a mais percorrida: km s v t 0,067 2586 s 170 km s Δ Δ= = Portanto, o número extra de voltas será de: 170 km N 29 voltas 5,79 km = Resposta da questão 33: [D] Seja L o lado de cada cateto. Assim: Página 29 de 32 ΔSA = L; ΔSB = L. O espaço percorrido na hipotenusa é ΔSC, calculado pelo Teorema de Pitágoras: ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 C A B C S S S L L 2L S 2 L. = + = + = = Então o espaço total percorrido é: ( )A B CS S S S 2 L L L S L 2 2 . = + + = + + = + O tempo gasto no percurso é: ( ) A B C 2 L L L 2 2 L L 2L t t t t v 2v v 2v L 2 2 3 t 2v + + = + + = + + = + = Calculando a velocidade média: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) m m m L 2 2 2 2 2v 2 2 2vS v t 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2L 2 2 3 2v 4 3 2 4 2 6 2v 2 2 4 v v 8 9 1 v 2 3 4 2 2 v. + + + − − = = = = + ++ − + − − = = − − = − Resposta da questão 34: [B] A distância entre os pontos inicial e final do percurso é tal que: Total 1 2 3 4d d d d d (1)= + + + sendo Totald a distância referida, e 1 2 3d , d , d e 4d os deslocamentos com velocidades diferentes indicadas no gráfico. Sendo assim, conclui-se que: 1d 2 km= (velocidade positiva) 2d 2 km= − (velocidade negativa) 3d 1km= (velocidade positiva) 4d 1km= (velocidade positiva) Da equação (1), tem-se que: Totald 2 2 1 1 2 km= − + + = A velocidade escalar média é definida da seguinte forma: final inicial m final inicial S SS v t t t Δ Δ − = = − sendo inicialS e finalS as posições inicial e final de um objeto em movimento, respectivamente. Dessa definição, tem-se que: Página 30 de 32 m m S S 2 km v t t v Δ Δ Δ Δ = = = 36 km 1 h 3,33 min 18h = = A alternativa d 2 km= e t 3,33 minΔ = não existe. A questão está mal formulada, dando margem à confusão. Outro cálculo alternativo para o tempo de percurso seria não utilizando a definição convencional de velocidade média, mas considerar, ao invés de deslocamento "líquido" final inicialS S S ,Δ = − o deslocamento "absoluto". Absoluto 1 2 3 4d | d | | d | | d | | d | 2 2 1 1 6 km = + + + = + + + = Assim, teria: 6 km tΔ = 36 km 1 h 10 min 6h = = Dessa forma, chegaria-se ao gabarito oficial. Resposta da questão 35: [C] Sendo a velocidade de propagação constante, temos um movimento retilíneo uniforme das ondas em torno da Terra. Considerando a Terra uma esfera perfeita, sem interferências no percurso da onda, temos: m 8 8 ed 1 10 m; 15 m 3 10 2 2 Rs 2 2 t t t t s s v c 45 1 s 5 . ππΔ π = = = = Resposta da questão 36: [D] Cálculo da distância correspondente a um ano-luz, usando a simbologia aportuguesada (al): 8 7 15 12m1al c t 3 10 3 10 s 1al 9 10 m 1al 9 10 km s Δ= = = = As distâncias dadas são: 9 91 2D 4 10 al; D 10,5 10 al.= = A diferença de distâncias é: ( ) 9 92 1 9 12 22 D D D 10,5 4 10 D 6,5 10 al D 6,5 10 9 10 D 5,9 10 km. Δ Δ Δ Δ = − = − = = Resposta da questão 37: [D] Sendo Q a projeção de P no plano xy, temos: = + = = 2 2 2AQ 4 4 AQ 32 AQ 4 2 km Página 31 de 32 2 2 2AP (4 2) 2 AP 36 AP 6 km = + = = Velocidade de A : A A 6 km V 30 h 3600 V 720 km h = = Velocidade de B : B B 5 km V 30 h 3600 V 600 km h = = Logo, a diferença entre as velocidades é de: A B A B V V 720 600 V V 120 km h − = − − = Resposta da questão 38: [D] Dados: A A Bv 30 m/s; t 8s; L 4m; L 30m.Δ= = = = Em relação ao caminhão, a velocidade do carro rel(v ) e o deslocamento relativo durante a ultrapassagem rel( S ),Δ são: rel A C rel C rel rel C rel A C rel C C v v v v 30 v . S 34 v 30 v S L L 30 4 S 34m. t 8,5 v 30 4 v 26m/s. Δ Δ Δ Δ = − = − = − = = + = + = = − = Resposta da questão 39: [D] A “área” no diagrama vt é numericamente igual ao espaço percorrido (d). Dividimos a figura em 2 partes e calculamos a “área” da seguinte forma: ( ) ( ) ( )1 2d A trapézio A retângulo 10 2 1/2 1 0 1 6 10 16 km.= + = + + = + = Mas o tempo total gasto é t = 2 h. Então a velocidade média é: mv d/t 16/2 8 km/h.= = = Resposta da questão 40: [C] Como se deslocam no mesmo sentido, a velocidade relativa entre eles é: rel A Cv v v 80 60 20 km / h.= − = − = Sendo a distância relativa, relS 60km, = o tempo necessário para o alcance é: Página 32 de 32 rel rel S 60 t t 3 h. v 20 = = =
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