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Página 1 de 17 @prof.aruadias LISTA DE EXERCÍCIOS – FÍSICA – Movimento Uniformemente Variado e Movimento Vertical 1. (G1 - utfpr) Suponha que um automóvel de motor muito potente possa desenvolver uma aceleração média de módulo igual a 10 m/s2. Partindo do repouso, este automóvel poderia chegar à velocidade de 90 km/h num intervalo de tempo mínimo, em segundos, igual a: a) 2,0. b) 9,0. c) 2,5. d) 4,5. e) 3,0. 2. (G1 - utfpr 2018) Um ciclista movimenta-se em sua bicicleta, partindo do repouso e mantendo uma aceleração aproximadamente constante de valor médio igual a 22,0 m s . Depois de 7,0 s de movimento, atinge uma velocidade, em m s, igual a: a) 49. b) 14. c) 98. d) 35. e) 10. 3. (Espcex (Aman)) Um móvel descreve um movimento retilíneo uniformemente acelerado. Ele parte da posição inicial igual a 40 m com uma velocidade de 30 m / s, no sentido contrário à orientação positiva da trajetória, e a sua aceleração é de 210 m / s no sentido positivo da trajetória. A posição do móvel no instante 4s é a) 0 m b) 40 m c) 80 m d) 100 m e) 240 m 4. (Uerj 2018) Um carro se desloca ao longo de uma reta. Sua velocidade varia de acordo com o tempo, conforme indicado no gráfico. A função que indica o deslocamento do carro em relação ao tempo t é: a) 25 t 0,55 t− Página 2 de 17 @prof.aruadias b) 25 t 0,625 t+ c) 220 t 1,25 t− d) 220 t 2,5 t+ 5. (Eear 2019) Um atleta pratica salto ornamental, fazendo uso de uma plataforma situada a 5m do nível da água da piscina. Se o atleta saltar desta plataforma, a partir do repouso, com que velocidade se chocará com a água? Obs.: despreze a resistência do ar e considere o módulo da aceleração da gravidade 2g 10 m s .= a) 10 m s. b) 20 m s. c) 30 m s. d) 50 m s. 6. (Uel) O desrespeito às leis de trânsito, principalmente àquelas relacionadas à velocidade permitida nas vias públicas, levou os órgãos regulamentares a utilizarem meios eletrônicos de fiscalização: os radares capazes de aferir a velocidade de um veículo e capturar sua imagem, comprovando a infração ao Código de Trânsito Brasileiro. Suponha que um motorista trafegue com seu carro à velocidade constante de 30 m/s em uma avenida cuja velocidade regulamentar seja de 60 km/h. A uma distância de 50 m, o motorista percebe a existência de um radar fotográfico e, bruscamente, inicia a frenagem com uma desaceleração de 5 m/s2. Sobre a ação do condutor, é correto afirmar que o veículo a) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 50 km/h. b) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 60 km/h. c) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 64 km/h. d) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 66 km/h. e) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 72 km/h. 7. (Ufpr) Um motorista conduz seu automóvel pela BR-277 a uma velocidade de 108 km/h quando avista uma barreira na estrada, sendo obrigado a frear (desaceleração de 5 m/s2) e parar o veículo após certo tempo. Pode-se afirmar que o tempo e a distância de frenagem serão, respectivamente: a) 6 s e 90 m. b) 10 s e 120 m. c) 6 s e 80 m. d) 10 s e 200 m. e) 6 s e 120 m. 8. (G1 - ifce 2019) Um automóvel possui velocidade constante v 20 m s.= Ao avistar um semáforo vermelho à sua frente, o motorista freia o carro imprimindo uma aceleração de 22 m s .− A distância mínima necessária para o automóvel parar, em m, é igual a (Despreze qualquer resistência do ar neste problema) a) 50. b) 200. c) 400. d) 10. e) 100. Página 3 de 17 @prof.aruadias 9. (Uern) Seja o gráfico da velocidade em função do tempo de um corpo em movimento retilíneo uniformemente variado representado abaixo. Considerando a posição inicial desse movimento igual a 46 m, então a posição do corpo no instante t = 8 s é a) 54 m. b) 62 m. c) 66 m. d) 74 m. 10. (Mackenzie) Nos testes realizados em um novo veículo, observou-se que ele percorre 100 m em 5 s, a partir do repouso. A aceleração do veículo é constante nesse intervalo de tempo e igual a a) 22 m s b) 24 m s c) 26 m s d) 28 m s e) 210 m s 11. (G1 - ifce) Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a 23,0 m s . O valor da velocidade escalar e da distância percorrida após 4,0 segundos, valem, respectivamente a) 12,0 m s e 24,0 m. b) 6,0 m s e 18,0 m. c) 8,0 m s e 16,0 m. d) 16,0 m s e 32,0 m. e) 10,0 m s e 20,0 m. 12. (Uesc) Um veículo automotivo, munido de freios que reduzem a velocidade de 5,0m/s, em cada segundo, realiza movimento retilíneo uniforme com velocidade de módulo igual a 10,0m/s. Em determinado instante, o motorista avista um obstáculo e os freios são acionados. Considerando-se que o tempo de reação do motorista é de 0,5s, a distância que o veículo percorre, até parar, é igual, em m, a a) 17,0 b) 15,0 c) 10,0 d) 7,0 e) 5,0 13. (Unesp 2018) Um foguete lançador de satélites, partindo do repouso, atinge a velocidade de 5.400 km h após 50 segundos. Supondo que esse foguete se desloque em trajetória Página 4 de 17 @prof.aruadias retilínea, sua aceleração escalar média é de a) 230 m s . b) 2150 m s . c) 2388 m s . d) 2108 m s . e) 254 m s . 14. (Enem 2017) Um motorista que atende a uma chamada de celular é levado à desatenção, aumentando a possibilidade de acidentes ocorrerem em razão do aumento de seu tempo de reação. Considere dois motoristas, o primeiro atento e o segundo utilizando o celular enquanto dirige. Eles aceleram seus carros inicialmente a 21,00 m s . Em resposta a uma emergência, freiam com uma desaceleração igual a 25,00 m s , O motorista atento aciona o freio à velocidade de 14,0 m s, enquanto o desatento, em situação análoga, leva 1,00 segundo a mais para iniciar a frenagem. Que distância o motorista desatento percorre a mais do que o motorista atento, até a parada total dos carros? a) 2,90 m b) 14,0 m c) 14,5 m d) 15,0 m e) 17,4 m 15. (Ufrgs) Trens MAGLEV, que têm como princípio de funcionamento a suspensão eletromagnética, entrarão em operação comercial no Japão, nos próximos anos. Eles podem atingir velocidades superiores a 550km / h. Considere que um trem, partindo do repouso e movendo-se sobre um trilho retilíneo, é uniformemente acelerado durante 2,5 minutos até atingir 540km / h. Nessas condições, a aceleração do trem, em 2m / s , é a) 0,1. b) 1. c) 60. d) 150. e) 216. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Considere o módulo da aceleração da gravidade como 2 g 10,0 m s= e a constante da gravitação universal como 11 3 1 2G 6,7 10 m kg s− − −= e utilize 3.π = 16. (Upe-ssa 1 2017) Em um treino de corrida, a velocidade de um atleta foi registrada em função do tempo, conforme ilustra a figura a seguir. Página 5 de 17 @prof.aruadias A distância total percorrida pelo corredor, em metros, durante o período de tempo em que ele possuía aceleração diferente de zero, é a) 4 b) 7 c) 8 d) 14 e) 22 17. (Cefet MG) Um objeto tem a sua posição (x) em função do tempo (t) descrito pela parábola conforme o gráfico. Analisando-se esse movimento, o módulo de sua velocidade inicial, em m/s, e de sua aceleração, em m/s2, são respectivamente iguais a a) 10 e 20. b) 10 e 30. c) 20 e 10. d) 20 e 30. e) 30 e 10. 18. (Uern) O gráfico representa a variação da velocidade de um automóvel ao frear. Página 6 de 17 @prof.aruadias Senos 4s da frenagem o automóvel deslocou 40m, então a velocidade em que se encontrava no instante em que começou a desacelerar era de a) 72km / h. b) 80km / h. c) 90km / h. d) 108km / h. 19. (Mackenzie 2017) Um móvel varia sua velocidade escalar de acordo com o diagrama acima. A velocidade escalar média e a aceleração escalar média nos 10,0 s iniciais são, respectivamente, a) 3,8 m s e 20,20 m s b) 3,4 m s e 20,40 m s c) 3,0 m s e 22,0 m s d) 3,4 m s e 22,0 m s e) 4,0 m s e 20,60 m s 20. (Enem PPL) O trem de passageiros da Estrada de Ferro Vitória-Minas (EFVM), que circula diariamente entre a cidade de Cariacica, na Grande Vitória, e a capital mineira Belo Horizonte, está utilizando uma nova tecnologia de frenagem eletrônica. Com a tecnologia anterior, era preciso iniciar a frenagem cerca de 400 metros antes da estação. Atualmente, essa distância caiu para 250 metros, o que proporciona redução no tempo de viagem. Considerando uma velocidade de 72 km/h, qual o módulo da diferença entre as acelerações de frenagem depois e antes da adoção dessa tecnologia? a) 0,08 m/s2 b) 0,30 m/s2 c) 1,10 m/s2 d) 1,60 m/s2 e) 3,90 m/s2 Página 7 de 17 @prof.aruadias 21. (Unicamp) A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo o mundo. Uma preocupação importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração. Sendo assim, considere que, em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração experimentada pelos passageiros foi limitada a maxa 0,09g,= onde 2g 10 m / s= é a aceleração da gravidade. Se o trem acelera a partir do repouso com aceleração constante igual a maxa , a distância mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 1080 km / h corresponde a a) 10 km. b) 20 km. c) 50 km. d) 100 km. 22. (Espcex (Aman)) Um carro está desenvolvendo uma velocidade constante de 72 km h em uma rodovia federal. Ele passa por um trecho da rodovia que está em obras, onde a velocidade máxima permitida é de 60 km h. Após 5 s da passagem do carro, uma viatura policial inicia uma perseguição, partindo do repouso e desenvolvendo uma aceleração constante. A viatura se desloca 2,1km até alcançar o carro do infrator. Nesse momento, a viatura policial atinge a velocidade de a) 20 m/s b) 24 m/s c) 30 m/s d) 38 m/s e) 42 m/s 23. (G1 - cftmg 2018) Dois amigos, Pedro e Francisco, planejam fazer um passeio de bicicleta e combinam encontrarem-se no meio do caminho. Pedro fica parado no local marcado, aguardando a chegada do amigo. Francisco passa pelo ponto de encontro com uma velocidade constante de 9,0 m s. No mesmo instante, Pedro começa a se mover com uma aceleração também constante de 20,30 m s . A distância percorrida por Pedro até alcançar Francisco, em metros, é igual a a) 30. b) 60. c) 270. d) 540. 24. (Efomm 2017) Um trem deve partir de uma estação A e parar na estação B, distante 4 km de A. A aceleração e a desaceleração podem ser, no máximo, de 25,0 m s , e a maior velocidade que o trem atinge é de 72 km h. O tempo mínimo para o trem completar o percurso de A a B é, em minutos, de: a) 1,7 b) 2,0 c) 2,5 d) 3,0 e) 3,4 25. (Ufrgs 2017) Um atleta, partindo do repouso, percorre 100 m em uma pista horizontal retilínea, em 10 s, e mantém a aceleração constante durante todo o percurso. Desprezando a Página 8 de 17 @prof.aruadias resistência do ar, considere as afirmações abaixo, sobre esse movimento. I. O módulo de sua velocidade média é 36 km h. II. O módulo de sua aceleração é 210 m s . III. O módulo de sua maior velocidade instantânea é 10 m s. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. Página 9 de 17 @prof.aruadias Gabarito: Resposta da questão 1: [C] Dados: a = 10 m/s2; v0 = 0; v = 90 km/h = 25 m/s. v v 25 0 a t t 2,5 s. t a 10 Δ Δ Δ Δ Δ − = = = = Resposta da questão 2: [B] Da função horária da velocidade para o movimento uniformemente variado: ( )0v v a t v 0 2 7 v 14m s.= + = + = Resposta da questão 3: [A] Pelos dados do enunciado e pela função horária do espaço para um MRUV, temos que: 2 0 0 a t S S v t 2 10 16 S 40 30 4 2 S 40 120 80 S 0 m = + + = − + = − + = Resposta da questão 4: [B] Do gráfico 0 2 v 5 m s; v 10 5 a a 1,25 m s . t 4 0 Δ Δ = − = = = − Substituindo na função que dá o deslocamento: 2 2 2 0 a 1,25 S v t t S 5 t t S 5 t 0,625 t . 2 2 Δ Δ Δ= + = + = + Resposta da questão 5: [A] Aplicando a equação de Torricelli, obtemos: 2 2 0 2 2 v v 2a s v 0 2 10 5 v 100 v 10 m s Δ= + = + = = Resposta da questão 6: [E] Página 10 de 17 @prof.aruadias Da equação de Torricelli: 2 2 2 2 2 0v v 2 a S v 30 2 5 50 v 400 v 20 m/s v 72 km/h. Δ= − = − = = = Resposta da questão 7: [A] Dados: v0 = 108 km/h = 30 m/s; a = - 5 m/s2. Calculando o tempo de frenagem: v = v0 + a t 0 = 30 – 5 t t = 6 s. Calculando a distגncia de frenagem: 2 2 0v v= + 2 a S 0 = 30 2 + 2 (- 5)S 10 S = 900 S = 90 m Resposta da questão 8: [E] Como a aceleração escalar é constante, o movimento é uniformemente variado. Aplicando a equação de Torricelli: Δ Δ Δ − − = + = = = − 2 2 2 2 2 0 0 v v 0 20 v v 2a S S S 100m. 2a 4 Resposta da questão 9: [B] Dado: S0 = 46 m. Do gráfico: 0 2t 0 v 10 m/s v 0 10 a a 2 m/s . t 5 s v 0 t 5 0 Δ Δ = = − = = = − = = − Aplicando a função horária do espaço para o instante t = 8 s: ( ) ( ) 22 0 0 a 2 S S v t t S 46 10 8 8 46 80 64 2 2 S 62 m. − = + + = + + = + − = Resposta da questão 10: [D] Da equação da distância em função do tempo para o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado, 20 a s v t t , 2 Δ = + basta substituir os valores e isolar a aceleração: 0s vΔ = ( ) 2 2 2 2 a s 100 m t t a 2 a 2 a 8 m s 2 t 5 s Δ + = = = Resposta da questão 11: [A] Página 11 de 17 @prof.aruadias Funções horárias da velocidade e do espaço para o para o Movimento Uniformemente Variado: 0 2 2 0 v v a t v 0 3 4 v 12,0m/s. a 3 S v t t S 0 4 v 24,0m. 2 2 Δ Δ = + = + = = + = + = Resposta da questão 12: [B] s0,2t t 100 5 t V a =→ − =−→ = A figura mostra o gráfico da variação de velocidade em função do tempo A área sombreada é numericamente igual ao deslocamento. ( ) m15 2 10.5,05,2 S = + = . Resposta da questão 13: [A] 5400 km h 1500 m s= Pela equação horária da velocidade, temos: 0 2 v v at 1500 0 a 50 a 30 m s = + = + = Resposta da questão 14: [E] Para o motorista atento, temos: Tempo e distância percorrida até atingir 14 m s a partir do repouso: 0 1 1 2 2 0 2 2 1 1 v v at 14 0 1 t t 14 s v v 2a s 14 0 2 1 d d 98 m Δ = + = + = = + = + = Página 12 de 17 @prof.aruadias Distância percorrida até parar: 2 2 1 10 14 2 ( 5) d ' d ' 19,6 m= + − = Distância total percorrida: 1 1 1 1s d d ' 98 19,6 s 117,6 mΔ Δ= + = + = Para o motorista que utiliza o celular, temos: 2 1 2t t 1 t 15 s= + = Velocidade atingida e distância percorrida em 15 s a partir do repouso: 2 2 2 2 2 2 v 0 1 15 v 15 m s 15 0 2 1 d d 112,5 m = + = = + = Distância percorrida até parar: 2 2 2 20 15 2 ( 5) d ' d ' 22,5 m= + − = Distância total percorrida: 2 2 2 2s d d ' 112,5 22,5 s 135 mΔ Δ= + = + = Portanto, a distância percorrida a mais pelo motorista desatento é de: 2 1s s s 135117,6 s 17,4 m Δ Δ Δ Δ = − = − = Resposta da questão 15: [B] 2 Dados : v 540 km/h 150 m/s; t 2,5 min 150 s. v 150 0 a a 1 m/s . t 150 Δ Δ Δ = = = = − = = = Resposta da questão 16: [D] A distância percorrida nos gráficos de velocidade por tempo é obtida a partir do cálculo da área sob o mesmo. Para o caso de trechos onde a aceleração é diferente de zero, correspondem aos trechos em que a velocidade muda, ou seja, entre 2 e 6 segundos, conforme figura abaixo. Página 13 de 17 @prof.aruadias 1 2d A A 4 3 d 4 2 d 6 8 d 14 m 2 = + = + = + = Resposta da questão 17: [C] Dados do gráfico: 0x 0; t 2s (v 0 e x 20m).= = = = Como o gráfico é um arco de parábola, trata-se de movimento uniformemente variado (MUV). Usando, então, as respectivas equações: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 22 0 0 0 -v v a t 0 v a 2 v 2 a I t 2 s a a x v t t 20 v 2 2 20 2 v 2 a II 2 2 = + = + = = = + = + = + (I) em (II): ( ) 220 2 2a 2 a 2 a 20 a 10 m/s .= − + = − = Em (I): ( )0 0 0v 2 a v 2 10 v 20 m/s.= − = − − = Resposta da questão 18: [A] Utilizando os dados fornecidos no enunciado, temos que: 2 o a t S v t 2 Δ = + Onde, o ov v vVa t 4 4 Δ Δ − − = = = Logo, Página 14 de 17 @prof.aruadias 2o o o o o o v 4 4 40 v 4 2 40 4 v 2 v v 20 m s ou v 72 km h − = + = − = = Resposta da questão 19: [A] t 0 s= até t 4,0 s= 2V 6 ( 2)a a a 2 m s t 4 0 Δ Δ − − = = = − Dessa forma achamos o valor de t : 0V V at 0 2 2t t 1s = + = − + = t 0 s= até t 1s= 1 1 1 b h 1 2 S S S 1m 2 2 Δ Δ Δ = = = t 1s= até t 4 s= 2 2 1 b h 3 6 S S S 9 m 2 2 Δ Δ Δ = = = t 4 s= até t 8 s= 3 3S 4 6 S 24 mΔ Δ= = t 8 s= até t 10 s= 4 4 4 bh 2 6 S S S 6 m 2 2 Δ Δ Δ = = = Para acharmos a área total basta somar cada fragmento. Página 15 de 17 @prof.aruadias total 1 2 3 4 total total total m m m 2 m m m S S S S S S 1 9 24 6 S 38 m S 38 V V V 3,8 m s t 10 V 0 ( 2) a a a 0,2 m s t 10 Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ = − + + + = = − + + + = = = = − − = = = Resposta da questão 20: [B] Supondo essas acelerações constantes, aplicando a equação de Torricelli para o movimento uniformemente retardado, vem: 2 2 2 2 0 0 2 2 2 1 1 0 1 22 2 2 1 3 1 2 v v 2 a S 0 v 2 a S 20 a a 0,5 m/s v 2 400 a a a 0,5 0,8 2 S 20 a a 0,8 m/s 2 250 a a 0,3 m/s . Δ Δ Δ = − = − = = = − = − = = − = Resposta da questão 21: [C] Dados: ( ) 2max 0a 0,09 g 0,09 10 0,9 m/s ; v 0; v 1080 km/h 300 m/s.= = = = = = A distância é mínima quando a aceleração escalar é máxima. Na equação de Torricelli: 2 2 2 2 2 2 0 0 max min min max min v v 300 0 90.000 v v 2 a d d 50.000 m 2 a 2 0,9 1,8 d 50 km. − − = + = = = = = Resposta da questão 22: [E] Dados: v1 = 72 km/h = 20 m/s; t = 5 s; d = 2,1 km = 2.1000 m O carro desloca-se em movimento uniforme. Para percorrer 2,1 km ou 2.100 m ele leva um tempo t: 1d v t 2.100 20 t t 105 s.= = = Para a viatura, o movimento é uniformemente variado com v0 =0. Sendo v2 sua velocidade final, temos: ( ) ( ) ( )0 2 2 2 2 2.100 2v v v d t t 2.100 105 5 v 2 2 100 v 42 m / s. + = − = − = = Página 16 de 17 @prof.aruadias Resposta da questão 23: [D] O encontro dos dois amigos será realizado quando os dois tiverem a mesma posição. Vamos considerar as posições iniciais nulas para os dois. Para isso devemos representar as equações horárias das posições para cada um: Francisco realiza um movimento retilíneo uniforme (MRU): F 0 F Fs s v t s 9t= + = Pedro realiza um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV): 2 2 P 0 0 P a s s v t t s 0,15t 2 = + + = No encontro os dois têm a mesma posição: ( )2 F P t ' 0 s início s s 9t 0,15t t '' 60 s (tempo de encontro) = = = = Usando o tempo de encontro em qualquer equação horária, temos a posição do encontro no sistema de coordenadas: enc enc encs 9t s 9 60 s 540 m= = = Resposta da questão 24: [E] Partindo da estação A, o tempo necessário e o espaço percorrido até o trem atingir a velocidade máxima de 72 km h (20 m s) são: 1 1 1 2 2 2 2 0 1 1 1 v 20 0 a 5 t 4 s t t v v 2a s 20 0 2 5 s s 40 m Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ − = = = = + = + = Da mesma forma, depois de atingida a velocidade máxima, no último trecho o trem gastará o mesmo tempo e percorrerá a mesma distância até parar. Logo: 3t 4 sΔ = e 3s 40 m.Δ = Para o trecho intermediário, o trem deve desenvolver uma velocidade constante igual à máxima para que o tempo de percurso seja mínimo. Desse modo: 2 2 2 2 2 2 s 4000 2 40 s 3920 m s 3920 v 20 t 196 s t t Δ Δ Δ Δ Δ Δ = − = = = = Portanto, o tempo total será: 1 2 3t t t t (4 196 4) s 204 s t 3,4 min Δ Δ Δ Δ Δ = + + = + + = = Resposta da questão 25: [A] Análise das afirmativas: [I] Verdadeira. A velocidade média é dada por: m m m s 100 m km h v v 10 m s 3,6 v 36 km h t 10 s m s Δ Δ = = = = Página 17 de 17 @prof.aruadias [II] Falsa. O módulo da aceleração é calculado por: ( ) 2 2 2 2 a 2 s 2 100 m s t a a 2 m s 2 t 10 s Δ Δ = = = = [III] Falsa. A maior velocidade instantânea será observada na linha de chegada: 2 0v v at v 0 2 m s 10 s v 20 m s= + = + =
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