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P V -1 3 -1 1 32 Física Em relação a um dado referencial, um movi- mento é considerado uniformemente variado (MUV) quando apresenta aceleração escalar constante. Nessas condições, a velocidade escalar (v) do móvel varia linearmente com o tempo, e o espaço (s) do móvel varia com o tempo segundo uma função do 2º grau. Assim, no MUV, temos: aceleração escalar constante: a a v t m = = ∆ ∆ ; a função horária da velocidade é uma função linear, ou seja, v = f (t) é do 1º grau; a função horária do espaço (s) é uma função quadrática, ou seja, s = f (t) é do 2º grau. 1. Função horária da velocidade A partir da definição de aceleração escalar, pode-se obter a função horária da velocidade, v = f (t), da seguinte forma: a v v t t = – – 0 0 Considerando t0 = 0, obtém-se: a v v t = ⇒ – 0 Nessa expressão, denominada função horária da velocidade para o MUV, v0 é a velocidade inicial do móvel e a é a aceleração escalar. Para qualquer instante t > 0, a função horária nos fornece a velocidade v do móvel. 2. Diagrama horário da velocidade Já que a função horária da velocidade de todo MUV é do primeiro grau, o gráfico ve- locidade · tempo terá a forma de uma reta in- clinada, a partir da velocidade inicial v0. v a > 0 a < 0 v v0 v0 0 0 t t ∆v ∆v ∆t ∆t a 3. Velocidade escalar média no MUV dade escalar média de qualquer movimento. Entretanto, no MUV, ela também pode ser calculada através da média aritmética das ve- locidades instantâneas inicial (v0) e final (v). Observe a demonstração a seguir: v v0 v 0 t ∆t A ∆ ∆ ∆ s área A s v v t N = = + ( ) ·0 2 De modo geral, a velocidade escalar média no MUV pode ser determinada entre dois ins- tantes quaisquer (t1 e t2), obtendo-se a média aritmética das velocidades escalares desses instantes (v1 e v2), ou seja: Pela velocidade escalar média calculada, po- demos também determinar o deslocamento escalar relacionado. Por exemplo, um carro em MUV que varia sua velocidade escalar de 15 m/s para 25 m/s, num prazo de 4,0 se- gundos, desloca: ∆ ∆ ∆ ∆ s v t s v v t m m = ⋅ = + ⋅ = + ⋅ =1 2 2 15 25 2 4 0 80, CAPÍTULO 06 MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO P V -1 3 -1 1 33 Física 4. Função horária da posição (espaço) De modo geral, o deslocamento escalar (∆s), num certo intervalo de tempo (∆t), pode ser determinado por meio do cálculo da área exis- tente entre o gráfico v · t e o eixo dos tempos. Essa área é limitada pelo intervalo de tempo escolhido, conforme mostra a figura a seguir. v 0 t ∆s = áreaN ∆t No caso particular do movimento uniforme- mente variado, o gráfico da função horária da velocidade é um segmento de reta inclinado, como pode ser visto na ilustração a seguir. Velocidade v0 v 0 t ∆s Tempo Nesse caso, o deslocamento escalar é dado, numericamente, pela área do trapézio desta- cado no gráfico. Lembrando que a área de um trapézio é dada por: A base maior base menor altura= + ⋅ 2 Obtemos, para o deslocamento: ∆ ∆s v v t= + ⋅0 2 Observação – Na expressão acima, note que v v+ 0 2 é a velocidade média, ou a média aritmética das velocidades entre dois instan- tes, no MUV. Sendo v = v0 + a · t, ∆s = s – s0 e ∆t = t, para t0 = 0, a expressão acima pode ser reescrita como: s s v a t v t– 0 0 0 2 = + ⋅ + ⋅ Finalmente, rearranjando os termos, tem-se: que é a função horária do MUV. EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 01. Um automóvel com velocidade escalar de mente e para após 10 s. Analisando essa fre- nagem, calcule: a. a aceleração escalar do carro; b. o seu deslocamento escalar até parar. Resolução a. v = v0 + a · t 0 = 25 + a · 10 ⇒ a = –2,5 m/s2 b. ∆ ∆ ∆ s v t a t s s m = ⋅ + ⋅ = ⋅ + ⋅ ⇒ = 0 2 2 2 25 10 2 5 2 10 125 – , Podemos também calcular o deslocamento escalar sem utilizar a aceleração escalar. Observe: ∆ ∆ ∆ ∆ s v t v v t s m m = ⋅ = + ⋅ = + ⋅ = 0 2 25 0 2 10 125 P V -1 3 -1 1 34 Física 02. A função horária do espaço de um móvel é dada por: s = 2 + 3 · t + 4 · t2 (SI) Determine para esse movimento: a. o espaço inicial (s0), a velocidade inicial (v0) e a aceleração escalar (a); b. a função horária de sua velocidade. Resolução a. Trata-se de um movimento uniformemen- te variado, pois a função horária dada é do 2º grau, ou seja: s = s 0 + v 0 · t + · t2 Espaço inicial Velocidade inicial a 2 Metade da aceleração Por comparação com a função dada, temos: s0 = 2 m v0 = 3 m/s a 2 = 4 ⇒ a = 8 m/s2 b. Pela função horária da velocidade do MUV, vem: v = v0 + a · t ⇒ v = 3 + 8 · t (SI) Pode-se também obter a função acima direta- mente por derivação (ds/dt). 03. O gráfico abaixo representa a posição (espa- ço) em função do tempo para o movimento de uma partícula, que tem aceleração esca- lar constante. s (m) 5,0 5,0 9,0 0 2,0 t (s) Pede-se: a. o instante (t) em que a partícula para; b. a sua velocidade escalar inicial (v0); c. a sua aceleração escalar (a); d. a função horária do espaço do móvel. Resolução a. No gráfico, o instante do vértice da pa- rábola (t = 2,0 s) indica o momento em que ocorre a inversão de sentido do movimento (o móvel passa de progressivo para retrógrado), ou seja: v = 0 ⇒ t = 2,0 s b. Nota-se pelo gráfico que, nos dois primei- ros segundos de movimento, a partícula teve uma variação de espaço igual a: ∆s = s – s0 Logo, sua velocidade escalar média foi de: v s t m s m s m = = = ∆ ∆ 4 0 2 0 2 0 , , , / Lembrando que a velocidade média no MUV equivale à média das velocidades inicial e final, vem: v v v m = + 0 2 , em que v = 0 (inversão). Assim: 2 0 0 2 0, = + v ⇒ v0 c. Usando a função horária da velocidade do MUV, temos: v = v0 + a · t, em que v = 0 em t = 2,0 s. Logo: 0 = 4,0 + a · 2,0 ⇒ a = – 2,0 m/s2 d. s = s0 + v0 · t + a 2 · t2 Substituindo na função os valores do espaço inicial (s0 = 5,0 m, pelo gráfico), da velocidade inicial (v0) e da aceleração escalar (a) da partí- cula, vem: s = 5,0 + 4,0 · t + –2 0 2 2 , ⋅ t Essa expressão representa a equação da parábola do gráfico s · t dado. P V -1 3 -1 1 35 Física 5. Diagrama horário da posição (espaço) Essa expressão, s = so + vo · t + a 2 · t2, é deno- minada função horária do espaço no MUV, na qual s0 é o espaço inicial; v0 é a velocidade ini- cial e a é a aceleração do movimento. Como sabemos, a representação gráfica de toda função matemática do segundo grau é um ramo de parábola, assim a representação gráfica da função é: s s 0 0 t i t Parábolas a > 0 a < 0 (inversão) A concavidade da parábola do gráfico s · t está associada ao coeficiente do termo t2 e será voltada para cima quando a aceleração escalar do MUV for positiva. Se a aceleração escalar for negativa, a concavi- dade da parábola será voltada para baixo. Devemos observar que, como já foi dito, a aceleração num MUV é constante e, por isso, ela será sempre negativa, ou sempre positiva, para um movimento qualquer. Já a velocidade poderá ser negativa ou positiva, dependendo do intervalo de tempo considerado. Nos casos em que a aceleração for negativa, a velocidade será uma função crescente até o instante de inversão do sentido do movimen- to, pois toda parábola com concavidade para baixo tem um vértice que é o ponto máximo da função. A partir desse ponto, no qual a velocidade é nula (v = 0), a velocidade será uma função de- crescente e o movimento, que até então era progressivo, passa a ser classificado como re- trógrado, pois o móvel estará então se moven- do em direção oposta àquela de orientação da trajetória. Da mesma forma, podemos analisar o caso de aceleração constante e positiva: a concavida- de da parábola é voltada para cima, portanto o gráfico terá ponto de mínimo, que coincide novamentecom o ponto de velocidade nula. Nesse ponto, o móvel para, a fim de inverter o sentido de movimento, de modo que, até o vértice da parábola, a função da velocidade seja uma função decrescente e o movimento seja retrógrado. A partir da inversão (v = 0), a função da velocidade será crescente e o movi- mento passa a ser progressivo. 6. Equação de Torricelli Como vimos na seção anterior, o movimento uniformemente variado pode ser descrito por meio das funções do espaço, da velocidade e da aceleração, que, neste caso, é constante. Na figura a seguir, temos os dois gráficos pos- síveis da velocidade em função do tempo para o MUV. v v0 0 a < 0 a > 0 t A partir do gráfico da velocidade, podemos de- terminar a aceleração do movimento unifor- memente variado, conforme mostra a figura. A equação denominada equação de Torricelli relaciona a velocidade escalar com o deslo- camento escalar, num movimento uniforme- mente variado, de modo independente do tempo. Para obtê-la, vamos utilizar as duas expressões seguintes: ∆ ∆ ∆s v v t e t v v a = + ⋅ =0 0 2 – Substituindo a 2ª equação na 1ª , obtemos: ∆ ∆s v v v v a s v v a = + ⋅ ( ) ⇒ =0 0 2 0 2 2 2 – – · Dessa expressão, resulta: Essa expressão é a equação de Torricelli para o MUV. P V -1 3 -1 1 36 Física 7. Para uma melhor compreensão dos movimentos variados, é importante que se saiba classificá-los, além dos aspectos ligados ao sinal da velocidade, ou seja, se o móvel vai (progressivo) ou volta (retrógrado) na trajetória, como acelerado ou retardado. Essa classificação permite-nos identificar se o móvel está aumentando sua velocidade em inten- sidade ou se está freando. Veja o quadro a seguir. Movimento acelerado v > 0 e a > 0 v < 0 e a < 0 É o movimento em que a intensi- dade da velocidade aumenta. Isso ocorre quando a velocidade e a aceleração têm o mesmo sinal. a Orientação da trajetória v a Orientação da trajetória v O produto de a por v é um número positivo, ou seja, a · v > 0 Movimento retardado v > 0 e a < 0 v < 0 e a > 0 É o movimento em que a intensi- dade da velocidade diminui. Isso ocorre quando a velocidade e a aceleração têm sinais contrários. a Orientação da trajetória v a Orientação da trajetória v O produto de a por v é um número negativo, ou seja, a · v < 0 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 01. UniSEB-SP O gráfico a seguir representa a variação da posição, em função do tempo, de dois móveis que se deslocam em pistas paralelas, horizon- tais e retilíneas. 90 75 15 s (m) t (s) A B O móvel A, que inicialmente estava em repou- so, desloca-se com aceleração escalar cons- tante, enquanto o móvel B percorre toda a pista com velocidade escalar constante. Assim, pode-se afirmar que: Funções horárias: s s v t a t s s v t v v a t = + ⋅ + ⋅ ⋅ = + ⋅ = + ⋅ 0 0 2 0 0 1 2 ; a. o encontro entre os dois móveis ocorre b. o módulo da aceleração do móvel A é 0,4 m/s2. P V -1 3 -1 1 37 Física c. o módulo da velocidade do móvel B é 6 m/s. d. no instante do encontro, o módulo da velocidade do móvel A é 8 m/s. e. Resolução Posição em função do tempo, móvel A: s s v t a t A A A A = + ⋅ + ⋅ ⋅ 0 0 2 1 2 , com s0A indica o gráfico e v0A = 0 m/s, pelo enunciado do problema. Dessa forma, a função fica escri- ta como: s a tA A= + ⋅ ⋅90 1 2 2 Pelo gráfico, a posição do móvel A no instante 15 s é 0 m. Assim: 0 90 1 2 15 0 82= + ⋅ ⋅ ⇒ = −a a A A , m/s2 A função horária do móvel A é: sA 2 (I) Velocidade em função do tempo: vA = v0A + aA · t ⇒ vA = – 0,8 t (II) O móvel B se desloca com velocidade constan- te (MRU). Velocidade do móvel B: v s t v v m s B B B B = ⇒ = ⇒ = ∆ ∆ 75 15 5 0, / Assim, a função horária das posições do móvel B é: sB = s0B + vB · t ⇒ sB = 5 t (III) No instante de encontro: sA = sB ⇒ 2 = 5 · t ⇒ 0,4 · t2 Resolvendo a equação pela fórmula resolutiva de Bhaskara, encontra-se t = 10 s. Da equação (II), determina-se o módulo da ve- locidade do móvel A no instante do encontro dos móveis, isto é: vA = – 0,8 · t ⇒ vA = – 0,8 · 10 vA = – 8 m/s ∴ |vA| = 8 m/s Resposta D 02. Um carro parte do repouso com uma acelera- ção escalar constante de 2,0 m/s2 e percorre 25 m. Nesse percurso: a. qual a velocidade escalar final atingida pelo carro? b. qual a sua velocidade escalar média? Resolução a. Nota-se, pelos dados, a ausência da gran- deza tempo. Logo, devemos determinar a ve- locidade atingida por uma equação não horá- ria. Usando a equação de Torricelli, temos: v2 = v02 + 2 · a · ∆s v2 = 02 + 2 · 2 · 25 ⇒ v = 10 m/s b. v v v v v m s m m m = + = + ⇒ = 0 2 0 10 2 5 0, / 03. Um ponto material desloca-se sobre uma tra- jetória retilínea, obedecendo à função horária do espaço abaixo: s = 6 – 2 · t + 2 · t2 (SI) Classifique o movimento no instante t = 2 s, indicando se é progressivo ou retrógrado e se é acelerado ou retardado. Resolução Para classificar o movimento, devemos anali- sar os sinais da velocidade e da acelaração no instante considerado. função horária do espaço: v ds dt t= = +–2 4 (função horária da velocidade) No instante t = 2 s: v1 = –2 + 4 · (2) ⇒ v1 = 6 m/s horária da velocidade: a dv dt a m s= = ⇒ =4 4 2/ (constante) O movimento no instante 2 s é progressivo (v > 0) e acelerado (v e a têm mesmos sinais). P V -1 3 -1 1 38 Física 8. Queda livre Por que todos os objetos, soltos de uma altura qualquer, caem em direção à Terra? Essa é uma pergunta que será discutida mais profundamente em dinâmica; por ora, vamos olhar este fato apenas do ponto de vista da queda em si. É fato que os objetos caem em direção à Terra sempre que são abandonados de uma posição qualquer no espaço, dentro dos limites que nos é possível observar a olho nu, pelo menos. Isso acontece porque eles estão dentro do que cha- mamos de campo gravitacional do planeta. O movimento dos corpos em queda é um tipo de MUV que acontece exclusivamente na vertical, já que o campo gravitacional, ou, como é conheci- do, a aceleração da gravidade (g), é praticamen- te constante em intensidade e vertical para baixo (aponta para o centro da Terra) em cada ponto. Todo corpo massivo tem, em torno de si, um campo de atuação. No caso da Terra, por ter massa muito maior que os objetos do cotidia- no, é possível perceber o movimento acele- rado de um corpo em sua direção, quando é abandonado próximo da sua superfície. O movimento em si depende de vários fatores. No entanto, em condições de total liberdade e livre da resistência do ar, qualquer movimento de queda vertical é considerado um movimen- to em queda livre. A expressão queda livre significa cair no vazio, sem a resistência que o ar oferece ao movi- mento dos corpos. Nesse caso, a velocidade de um corpo aumen- ta, aproximadamente, 35,3 km/h a cada segun- do de queda. Isso significa dizer que, partindo do repouso, em 1 s de queda, o corpo atinge a velocidade de 35,3 km/h; após 2 s, 70,6 km/h; taxa de variação de velocidade por unidade de tempo recebe o nome de aceleração da gravi- dade, que representamos pela letra g, e vale: rante poucos segundos a sensação de queda livre. Em menos de dois segundos, as pessoas atingem velocidades da ordem de 60 km/h. O mesmo acontece com as pessoas que praticam o esporte denominado bungee-jump. Presas por uma corda, elas caem, durante poucos se- gundos, praticamente em queda livre. © 2 N atu rsp o rts / D ream stim e.co m Na condição de queda livre, todos os corpos soltos simultaneamente de uma mesma altura chegam ao solo ao mesmo tempo e com a mes- ma velocidade, independentemente de suas massas e formatos. A figura a seguir ilustra um corpo caindo, a partir do repouso (v0 = 0), em queda livre de uma altura h acima do solo. +h v0 = 0 g solo Interessante saber que a aceleração de queda, nes- ses casos, é a mesma para todos os corpos, pois depende da massa do planeta e não da massa do corpo em queda. Vejamos alguns exemplos.Em alguns parques de diversão existe um dis- positivo onde as pessoas experimentam du- P V -1 3 -1 1 39 Física Para pontos próximos da superfície da Terra (até 200 m de altura, por exemplo), podemos considerar que, durante a queda, a velocidade do corpo aumenta uniformemente, ou seja, a aceleração do movimento é constante. t = 0 v = 0 t = 1 s v = 9,8 m/s t = 2 s v = 19,6 m/s t v Isso nos permite dizer que um corpo em que- da livre realiza um movimento retilíneo uni- formemente acelerado. Assim, considerando a velocidade inicial de queda igual a zero e a aceleração do movimento, g, podemos apli- car as mesmas equações vistas no movimento uniformemente variado (MUV) para relacionar a altura de queda (h) e o tempo. Orientando-se a trajetória de cima para baixo, com a origem no ponto inicial do movimento, temos: ∆s v t a t h g t t h g = ⋅ + ⋅ ⋅ = ⋅ ⇒ = ⋅ 0 2 2 1 2 2 2 A velocidade (v) adquirida após certo tempo (t) de queda é dada por: v = v0 + a · t ⇒ v = g · t Também é possível, suprimindo o tempo das equações, expressar a velocidade atingida (v) em função da altura descida (h). Usando a equação de Torricelli, temos: v2 = v02 + 2 · a · ∆s ⇒ v g h= 2 · · Assim, a velocidade escalar atingida é direta- mente proporcional ao tempo de queda e, ao mesmo tempo, diretamente proporcional à raiz quadrada da altura descida. Normalmente, na resolução de exercícios, o 2) é adotado como 10 m/s2. A. Deslocamentos sucessivos Como se trata de um MUV vertical, um objeto em queda livre, a partir do repouso, apresenta deslocamentos escalares sucessivos (em inter- valos de tempo iguais) diretamente propor- cionais aos números ímpares. (0) d 3·d v 0 = 0 5·d (t) (2·t) (3·t) g Repare que as distâncias descidas, em sucessi- vos intervalos de tempo (t), formam uma pro- gressão aritmética proporcional aos números ímpares, ou seja: d, 3 · d, 5 · d, 7 · d etc. No gráfico da velocidade em função do tempo, o deslocamento é numericamente igual à área da figura, o que evidencia a proporção ante- rior. d d d d d d d d d d d d d d d d v t (s)0 1 2 3 4 P V -1 3 -1 1 40 Física Observe essa proporção, a partir de intervalos idênticos de tempo, ∆t: no primeiro intervalo de tempo, o des- locamento é d; no segundo intervalo de tempo, o des- locamento é 3 · d; no terceiro intervalo de tempo, o des- locamento é 5 · d, e assim sucessiva- mente. Esses resultados, obtidos por Galileu Galilei (1564-1642) em seus experimentos sobre queda dos corpos, ficaram conhecidos como proporções de Galileu. EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 01. Um corpo é abandonado, a partir do repouso, de uma altura h = 45 m acima do solo terrestre. Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s2. Determine: a. o tempo de queda do corpo até o solo; b. instante em ele atinge o solo. Resolução a. t h g t s= ⋅ = ⋅ ⇒ = 2 2 45 10 3 0, b. v g t v m s ou v g h v m s = ⋅ = ⋅ ⇒ = = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⇒ = 10 3 0 30 2 2 10 45 30 , / / 02. Uma pedra é abandonada de uma altura de 3,2 m acima do solo lunar e gasta 2,0 s para atingir o solo. Pede-se: a. o valor da aceleração da gravidade na Lua; b. a altura descida pela pedra em seu últi- mo segundo de queda; c. o gráfico velocidade · tempo de queda. Resolução a. Na Lua não há atmosfera, logo a pedra re- aliza uma queda livre até atingir o solo lunar. Assim: h g t g g m s = ⋅ = ⋅ ⇒ = 2 3 2 2 2 0 1 6 2 2 2, ( , ) , / b. No primeiro segundo de queda, a pedra desceu: h g t m 1 2 2 2 1 6 2 1 0 0 8= ⋅ = ⋅ = , ( , ) , Logo, durante seu segundo e último segundo de queda, ela percorreu: h2 = h – h1 = 3,2 – 0,8 ⇒ h2 = 2,4 m Lembrando que as distâncias descidas, su- cessivamente a cada 1,0 s, encontram-se na ordem dos números ímpares, poderíamos ter optado pelo seguinte cálculo: h = h1 + h2 (em que, pela ordem, h2 = 3 · h1) 3,2 = h1 + 3 · h1 3,2 = 4 · h1 h1 = 0,8 m ⇒ h2 = 3 · h1 = 2,4 m c. A pedra tem velocidade inicial nula (v0 = 0) e, após 2,0 s, atinge uma velocidade final de queda de: v = g · t = 1,6 · 2,0 ⇒ v = 3,2 m/s Através desses valores, temos: v (m/s) t (s)0 1,0 2,0 1,6 3,2 P V -1 3 -1 1 41 Física 03. A figura a seguir mostra, em intervalos de 1,0 s, a mudança de posição de uma bolinha que se move sobre uma rampa longa, após ser solta no instante t = 0. t = 0 (1,0 s) 30 cm 10 cm 50 cm (2,0 s) (3,0 s) a. Que tipo de movimento ela executa so- bre a rampa? b. Quantos centímetros ela percorrerá durante seu quarto segundo de movi- mento sobre a rampa? Resolução a. O movimento é uniformemente acele- rado, já que os deslocamentos sucessivos da bolinha (a cada 1,0 s) são crescentes e propor- cionais aos números ímpares, isto é: 10 cm (no 1º segundo), 30 cm (no 2º segundo), 50 cm (no 3º segundo) etc. b. Se os deslocamentos consecutivos da boli- nha (a cada 1,0 s) seguem a ordem dos núme- ros ímpares, portanto no quarto segundo, isto é, entre t = 3,0 s e t = 4,0 s, a bolinha percorre- rá 70 cm. B. No lançamento vertical para baixo, o movimento é uniformemente variado, mas diferente da queda livre, a velocidade inicial é diferente de zero. Mas, o que acontece com um corpo lançado verticalmente para cima? Desprezando a resistência do ar, descrevemos o movimento do corpo da seguinte forma: no ato do lançamento, ele adquire uma velocidade, denominada velocidade inicial (v0), vertical para m/s a cada segundo de subida (aceleração da gravidade). No instante em que a velocidade do corpo se anula, ele atinge o ponto de altura máxima. Em seguida, ele cai em queda livre, como estudado anteriormente. A figura ilustra as fases do movimento descritas no texto. h g v0 –v0 d 3d 5d h máx. Origem A velocidade do corpo tem a mesma intensida- de e direção, mas sentido contrário, em cada posição que ele assume no movimento de su- bida e de descida correspondente. Assim, sendo ambos os movimentos retilíne- os e com aceleração constante e igual a g, o movimento de subida é retardado, pois a velo- cidade diminui uniformemente de v0 até zero, e o de descida é acelerado, de forma que a velocidade é restituída, em intensidade, pela aceleração da gravidade que agora aponta no mesmo sentido da velocidade de queda. Para um referencial no solo com a trajetória orien- tada para cima, conforme mostra a figura, as equações do lançamento vertical são: função horária do espaço: h v t g t = ⋅ ⋅ 0 2 2 – função horária da velocidade: v = v0 – g · t equação de Torricelli: v² = v0² – 2 · g · h Para calcular o tempo de subida e a altura máxima atingida pelo corpo lançado vertical- mente para cima, podem-se usar as equações anteriores. Daí: P V -1 3 -1 1 42 Física a) Lembrando que no final da subida a velocidade se anula, temos: v = v0 – g · t 0 = v0 – g · ts ⇒ t v g s = 0 b) Pela equação de Torricelli, vem: v v a s v g h h v g máx máx 2 0 2 2 0 2 0 2 2 0 2 2 = + ⋅ ⋅ = + ⋅ ⇒ = ⋅ ∆ · ( ) . . – A função horária da velocidade e os diagramas horários são mostrados a seguir. Observação Se o corpo for lançado verticalmente para cima de uma altura h0 acima do solo, para um referen- cial no solo e com a trajetória orientada para cima, a função horária do espaço é: + v0 g h0 Solo h h h v t g t = + ⋅ ⋅ 0 0 2 2 – P V -1 3 -1 1 43 Física 01. Um corpo é lançado verticalmente para cima, a partir do solo, com velocidade escalar inicial de 30 m/s. Despreze a resistência do ar e con- sidere g = 10 m/s2. Determine: a. o tempo de subida; b. o tempo total de voo; c. a altura máxima atingida. Resolução a. t v g t s s s = = ⇒ = 0 30 10 3 0, b. Como o tempo de subida é igual ao de descida, temos: ttotal = ts + td = 3,0 + 3,0 ⇒ ttotal = 6,0 s c. h v g h m máx máx. . · = = ⋅ ⇒ = 0 2 2 2 30 2 10 45 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 02. O gráfico a seguir indica como variou a velo- cidade escalar de uma pedra, em funçãodo tempo, após ter sido lançada verticalmente para cima a partir do solo de um certo planeta. v (m/s) 10 –10 80 4 t (s) Desprezando qualquer efeito atmosférico, cal- cule: a. o valor da aceleração da gravidade em tal planeta; b. a altura máxima atingida pela pedra. Resolução a. Pode-se observar no gráfico que o tempo que a pedra leva para subir até atingir a altura máxima e parar é 4,0 s. Com a função horária da velocidade, temos: v = v0 – g · t 0 = 10 – g · 4 ⇒ g = 2,5 m/s2 b. O deslocamento de um gráfico v · t pode ser determinado pela área sob a curva. Por- tanto, a altura máxima pode ser calculada por meio do deslocamento da pedra, que será a área do triângulo formado entre os tempos t = 0 e t = 4 s. h área m áxm . = = ⋅ = 4 10 2 20 P V -1 3 -1 1 44 Física 1. Introdução Conhecendo-se o diagrama horário de uma das grandezas de um movimento (espaço, velocidade ou aceleração), pode-se tirar con- clusões a respeito das outras grandezas, bem como construir seus respectivos diagramas horários. O quadro a seguir relaciona os diagramas ho- rários com as informações que podem ser ob- tidas em cada um deles. s x t t v v x t e v Um movimento pode ser composto por etapas com características diferentes. Por exemplo, um veículo pode entrar em movimento, ace- lerando de modo uniforme (MRUV), e, após certo tempo, passar a manter constante sua velocidade atingida (MRU). Interpretar e construir diagramas horários para esse tipo de movimento misto, a par- tir das características já estudadas de MRU e MRUV, são os objetivos deste capítulo. 2. Diagramas horários do MRU O movimento uniforme (MRU) apresenta as seguintes características: s = f (t) a = f (t) v = f (t) s = s 0 + v · t (1º grau) v = constante=0 a = 0 CAPÍTULO 07 DIAGRAMAS HORÁRIOS DO MRU E DO MRUV Tais características são representadas grafica- mente da seguinte forma: 0 v t v > 0 v < 0 0 0 s s t - 0 a t R e ta i n cl in a d a R e ta p a ra le la a o e ix o t R e ta a o lo n go d o e ix o t v s t cte= = ∆ ∆ a v t = = ∆ ∆ 0 3. Diagramas horários do MRUV O movimento uniformemente variado (MRUV) possui as seguintes características: s = f (t) a = f (t) v = f (t) a 2 s = s 0 + v 0 · t + · t2 (2º grau) v = v 0 + a · t (1º grau) a = constante 0 P V -1 3 -1 1 45 Física A representação gráfica dessas características segue abaixo: v t s t 0 a t P a rá b o la R e ta i n cl in a d a R e ta p a ra le la a o e ix o t a < 0 a > 0 0 v 0 –v 0 - - a < 0 a > 0 0 0s 0–s - - v v s t 0 2 = ∆ ∆ v = 0 a v t cte ∆ ∆ EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 01. O gráfico a seguir indica como varia a posição de uma pessoa em função do tempo, ao longo de uma caminhada em linha reta. s (m) 40 40 20 20 60 60 80 t (s)0 Com base no gráfico, faça o que se pede. a. O que ocorre com a pessoa entre os instantes t = 40 s e t = 60 s ? b. Qual a distância total percorrida pela pessoa entre os instantes 0 e 80 s ? c. - locidade escalar. Resolução a. Entre os instantes 40 s e 60 s, a pessoa encontra-se em repouso (espaço constante). b. Nos primeiros 40 s, a pessoa caminha em movimento uniforme progressivo (s cres- ce linearmente com t) e se desloca: ∆s = s – s0 = 60 – 20 = 40 m. P V -1 3 -1 1 46 Física Nos últimos 20 s, a pessoa retrocede, em movi- mento uniforme, do espaço 60 m para o espaço 40 m. Logo, desloca-se: ∆s = 40 – 60 = – 20 m. Conclusão: dtotal = l∆sidal + l∆svoltal= 40 + 20 dtotal = 60 m c. Nos primeiros 40 s: v s t m s = = = ∆ ∆ 40 40 1 0, m/s (constante) Nos últimos 20 s: v s t m s = = = − ∆ ∆ –20 20 1 0, m/s (constante) Lembrando que a velocidade é nula (repouso), entre os instantes 40 s e 60 s, temos: v (m/s) 40 1,0 60 80 t (s)0 –1,0 02. A posição s de um veículo, que se move en- tre dois semáforos de uma avenida retilínea, é mostrada em função do tempo t pelo gráfico abaixo. Considere que os trechos AB e CD do gráfico sejam arcos de parábola, com vértices respectivamente em A e em D. Esboce os diagramas horários da velocidade e da aceleração para esse movimento. 24 A B C D E 4 8 12 16 72 96 s (metros) t (s) Resolução Primeiro vamos detalhar o tipo de movimento desenvolvido em cada trecho e, posteriormen- te, desenhar os gráficos. Trecho AB: MRUV com v0 = 0 em A e em 4 se- gundos se desloca 24 metros, logo: v s t m s m s v v v v v m s a v t v v t m m = = = = + ⇒ = + ⇒ = = = = ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ 24 4 6 2 6 0 2 12 12 0 0 / / – –00 4 3 2= m s/ Trecho BC: MRU com v = 12 m/s (a velocida- de final do trecho AB). Aceleração nula (a = 0). Em 4 segundos, o veículo se deslocou 48 metros. (∆sBC = 72 – 24 = 48). Trecho CD: MRUV com a = –3 m/s2, pois as pa- rábolas AB e CD são simétricas, sendo CD com concavidade para baixo. Trecho DE: o veículo permanece em repouso, não há alteração da sua posição no decorrer do tempo. v (m/s) 4 8 12 16 12 t (s)0 a (m/s2) 3 4 8 12 16 t (s)0 –3 P V -1 3 -1 1 47 Física 4. Cálculos de áreas O deslocamento escalar (∆s) num certo inter- valo de tempo (∆t), para um movimento qual- quer, pode ser determinado através do cálculo da área existente entre o gráfico v · t e o eixo dos tempos, limitada pelo intervalo de tempo escolhido. Observe isso no diagrama abaixo: v 0 t ∆s = área N ∆t O diagrama horário da velocidade pode indi- car que o movimento é composto por etapas, de tal forma que podemos, em cada trecho, identificar suas características e também cal- cular seus respectivos deslocamentos escalares. v 0 t Acelerado s > 0 s < 0 Acelerado Uniforme Retardado Inversão Retardado Repouso Analogamente, a área calculada no diagrama horário da aceleração, entre o gráfico e o eixo varia- ção de velocidade ocorrida naquele intervalo. a 0 t ∆v = área N ∆t Observação A área sob o gráfico espaço · tempo não tem significado físico prático. Logo, não há razão para efetuarmos seu cálculo. EXERCÍCIO RESOLVIDO 01. O gráfico a seguir indica como varia a velocida- de escalar de uma composição de metrô, em função do tempo, durante seu tráfego entre duas estações. Com base no gráfico: a. calcule o deslocamento escalar da com- posição entre as duas estações; b. construa o diagrama horário da acele- ração escalar para esse movimento. 50 25 75 100 t (s) v (m/s) 0 P V -1 3 -1 1 48 Física Resolução a. O deslocamento escalar em um gráfico de v · t é numericamente igual à área sob a curva, isto é: ∆ ∆ s área A B b h s m N trapézio = = + ⋅ = + ⋅ = = ( ) ( ) . . 2 100 50 2 50 3 750 3 750 b. Para construir o diagrama, é necessário calcular a aceleração escalar nas três etapas do movimento: a v t m s= = = ∆ ∆ 50 25 2 / entre t = 25 e t = 50 não há variação da velocidade (MU), portanto ∆v = 0 e a = 0. entre t = 75 s e t = 100 s (MUV): a v t v v t m s= = = = ∆ ∆ ∆ – – – 0 2 0 50 25 2 / Com os valores encontrados, desenha-se o gráfico: 2 25 a (m/s2) t (s) 75 1000 –2 P V -1 4 -1 4 97 Física 101. UFV-MG Uma bola é atirada verticalmente para cima em t = 0, com uma certa velocidade inicial. Desprezando a resistência do ar e consideran- do que a aceleração da gravidade é constan- te, dos gráficos abaixo, aquele que representa corretamente a variação do módulo v da velo- cidade da bola com o tempo t é: a. v 0 0 t b. 0 0 v t c. 0 0 v t d. 0 0 v t 102. UFPB Um engenheiro automotivo projeta um carro ecologicamente correto e eficiente que polui pouco e desenvolve altas velocidades. O carro é projetado de maneira que, quando acelera- do maximamente em linha reta, a sua veloci- dade aumenta 10 km/h a cada segundo. Par- tindo de uma velocidade inicial de 20 km/h, ao final de 8 s de aceleração máxima, o carro terá atingido a velocidade de: 103. Unicamp-SP Um corredor de 100 metros rasospercorre os 20 primeiros metros da corrida em 4,0 s com aceleração constante. A velocidade atingida ao final dos 4,0 s é, então, mantida constante até o final da corrida. a. Qual é a aceleração do corredor nos primeiros 20 m da corrida? b. Qual é a velocidade atingida ao final dos primeiros 20 m? c. Qual é o tempo total gasto pelo corre- dor em toda a prova? 104. UFPR Para melhor compreender um resultado expe- rimental, quase sempre é conveniente a cons- trução de um gráfico com os dados obtidos. A tabela abaixo contém os dados da velocidade v de um carrinho em movimento retilíneo, em diferentes instantes t, obtidos num experi- mento de mecânica. v (m/s) 2 2 2 1 0 –1 –2 –2 –2 –1 0 t (s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 a. Com os dados da tabela acima, faça um gráfico com t (s) representado no eixo x e v (m/s) representado no eixo y. b. Com base no gráfico do item (a), des- creva o movimento do carrinho. 105. Uncisal Numa avenida retilínea, um automóvel parte do repouso ao abrir o sinal de um semáforo e atinge a velocidade de 72 km/h em 10 s. Essa velocidade é mantida constante durante 20 s, sendo que, em seguida, o motorista deve frear parando o carro em 5 s devido a um sinal ver- melho no próximo semáforo. Considerando os trechos com velocidades variáveis uniforme- mente, o espaço total percorrido pelo carro entre os dois semáforos é, em m: a. 120 km/h b. 100 km/h c. 80 km/h d. 60 km/h e. 40 km/h CAPÍTULO 06 a. 450 b. 500 c. 550 d. 650 e. 700 P V -1 4 -1 4 98 Física 106. Cefet-PB Um motorista e seu carro deslocam-se de João Pessoa a Cabedelo. Suponha a estrada plana e retilínea. Ele parte do repouso e acelera durante 20 s, com uma aceleração de módulo 1,5 m/s2. Em seguida, ele mantém sua velocidade cons- tante durante 3 minutos. O motorista observa um obstáculo à frente e freia o carro até pará- -lo, com uma aceleração constante cujo módulo é de 1,0 m/s2. A distância que o carro percorreu, do início do movimento até parar, vale: a. 2.450 m b. 3.865 m c. 4.040 m d. 5.300 m e. 6.150 m 107. UFRR Uma partícula puntiforme possui o movimen- to dado pela seguinte equação cinemática: x = 1– 4 · t + 2 · t2, em que x é a posição ex- pressa em metros, e t o tempo empresso em segundos. Marque a alternativa que corres- ponde ao tempo necessário para a partícula percorrer a distância de 10 metros. a. 5 s b. 2 s c. 1 s d. 7 s e. 3 s 108. UEA-AM Uma das causas de acidentes de trânsito é a imprudência de certos motoristas, que reali- zam manobras arriscadas ou inapropriadas. Por exemplo, em uma manobra realizada em um trecho retilíneo de uma rodovia, o mo- torista de um automóvel de passeio de com- primento igual a 3 m resolveu ultrapassar, de uma só vez, uma fileira de veículos me- dindo 17 m de comprimento. Para realizar a manobra, o automóvel, que se deslocava - mente, ultrapassando a fileira de veículos em um intervalo de tempo de 4 s. Supondo que a fileira tenha se mantido em movimen- to retilíneo uniforme, a uma velocidade de - tomóvel, no instante em que a sua traseira ultrapassou completamente a fileira de veí- culos, era, em m/s, igual a: a. 25 b. 30 c. 35 d. 40 e. 45 109. OBP Um trem de metrô acelera, a partir do repouso, a 1,2 m/s2 em uma estação para percorrer a pri- meira metade da distância até a estação seguin- 2 na segunda metade da distância de 1,1 km entre as estações. Determine: (a) o tempo de viagem entre as esta- ções e (b) a velocidade escalar máxima do trem. 110. AFA-SP Duas partículas, A e B, que executam movi- mentos retilíneos uniformemente variados, encontram-se em t = 0 na mesma posição. Suas velocidades, a partir desse instante, são representadas no gráfico abaixo. v (m/s) B 50 –50 t (s) A 0 As acelerações experimentadas por A e B têm o mesmo módulo de 0,2 m/s2. Com base nes- ses dados, é correto afirmar que essas partí- culas se encontrarão novamente no instante: a. 10 s b. 50 s c. 100 s d. 500 s 111. Um carro parte do repouso e acelera unifor- memente durante 10 s, atingindo a velocidade de 20 m/s. Em seguida, é brecado uniforme- mente, atingindo o repouso 15 s após o início do movimento. a. Calcule a aceleração do carro em cada etapa do movimento. b. Quantos metros o carro percorreu du- rante a fase de aceleração? E durante a fase em que foi brecado? P V -1 4 -1 4 99 Física 112. UEA-AM Uma barata corre em linha reta para fugir de uma provável chinelada. Se a barata parte do repouso, e se desloca com aceleração constan- te de 0,1 m/s2, o tempo, em segundos, que ela leva para atravessar um corredor de 3,2 m de comprimento é: 115. Cesgranrio-RJ Um automóvel, partindo do repouso, leva 5,0 s para percorrer 25 m, em movimento unifor- memente variado. A velocidade final do auto- móvel é de: a. 2 b. 4 c. 6 d. 8 e. 10 113. UCS-RS Um recurso eletrônico que está ganhando força nos videogames atuais é o sensor de movimento, que torna possível aos jogado- res, através de seus movimentos corporais, comandarem os personagens do jogo, muitas vezes considerados como avatares do joga- dor. Contudo, esse processo não é instantâ- neo: ocorre um atraso entre o movimento do jogador e o posterior movimento do avatar. Supondo que o atraso seja de 0,5 s, se num jogo um monstro alienígena está a 18 m do avatar e parte do repouso em direção a ele para atacá-lo, com aceleração constante de 1 m/s2 (informação disponibilizada pelo pró- prio jogo), quanto tempo, depois do início do ataque, o jogador deve socar o ar para que seu avatar golpeie o monstro? Por simplifica- ção, despreze em seu cálculo detalhes sobre a forma dos personagens. a. 1,0 s b. 1,8 s c. 4,7 s d. 5,5 s e. 7,3 s 114. Vunesp Um jovem afoito parte com seu carro, do re- pouso, numa avenida horizontal e retilínea, com aceleração escalar constante de 3,0 m/s2. Mas, 10 segundos depois da partida, ele perce- be a presença da fiscalização logo adiante. Nes- se instante, ele freia, parando junto ao posto onde se encontram os guardas. a. Se a velocidade escalar máxima permi- tida nessa avenida é 80 km/h, ele deve ser multado? Justifique. b. Se a freada durou 5,0 s, com aceleração escalar constante, qual a distância total percorrida pelo jovem, desde o ponto de partida até o posto de fiscalização? a. 5,0 m/s b. 10 m/s c. 15 m/s d. 20 m/s e. 25 m/s 116. UFTM-MG Desejando aumentar a velocidade para 25 m/s sem produzir desconforto aos passageiros, um motorista mantém seu carro sob movimento re- tilíneo uniformemente variado por 10 s enquan- to percorre um trecho de 200 m da estrada. A velocidade que o carro já possuía no momento em que se decidiu aumentá-la era, em m/s: a. 5 b. 8 c. 10 d. 12 e. 15 117. Mackenzie-SP Um trem de 120 m de comprimento se desloca com velocidade escalar de 20 m/s. Esse trem, ao iniciar a travessia de uma ponte, freia unifor- memente, saindo completamente da mesma 10 s após com velocidade escalar de 10 m/s. O comprimento da ponte é: a. 150 m b. 120 m c. d. 60 m e. 30 m 118. Fuvest-SP Dois pontos materiais P1 e P2 movem-se sobre a mesma reta, obedecendo às seguintes expres- sões: s1= – 10 · t + 5 · t2 e s2 = 30 + 5 · t – 10 · t2. Os símbolos s1 e s2 representam os espaços em metros a partir de uma origem comum; o tem- Calcule: a. o instante e a posição em que os dois móveis se encontram; b. as velocidades e as acelerações escala- res de ambos no instante de encontro; c. quando são iguais as velocidades esca- lares de P1 e P2; d. os instantes em que os móveis mudam de sentido. P V -1 4 -1 4 100 Física 119. PUC-MG v I III II 0 t Dos gráficos (velocidade escalar x tempo) da figura, representa(m) um movimento com ace- leração escalar constante e diferente de zero: C t’0 x t D 0 x t’ t Em relação ao intervalo de tempo entre os ins- tantes 0 e t’, é correto afirmar: 01. A velocidade média, entre os instantes 0 e t’, das curvas representadas nos gráficos é numericamente igual ao coe- ficiente angular dareta que passa pelos pontos que indicam as posições nestes dois instantes. 02. O movimento do corpo representado no diagrama D, no intervalo entre 0 e t’, é retilíneo uniformemente retardado. 04. No instante t = 0, o corpo, cujo movi- mento é representado no diagrama C, está na origem do referencial. 08. No movimento representado no dia- grama B, no intervalo de tempo entre 0 e t’, o corpo vai se aproximando da origem do referencial. 16. No movimento representado no diagra- ma A, a velocidade inicial do corpo é nula. 32. O movimento do corpo representado no diagrama B, no intervalo de tempo entre 0 e t’, é retilíneo uniformemente acelerado. 64. o movimento representado no diagra- ma B poderia ser o de um corpo lança- do verticalmente para cima. 122. PUC-RJ Os vencedores da prova de 100 m rasos são cha- mados de homem/mulher mais rápido(a) do mundo. Em geral, após o disparo e acelerando de maneira constante, um bom corredor atin- a. I, apenas. b. II, apenas. c. III, apenas. d. I e II. e. II e III. 120. Unirio-RJ modificado Caçador nato, o guepardo é uma espécie de mamífero que reforça a tese de que os animais predadores estão entre os bichos mais velozes da natureza. Afinal, a velocidade é essencial para os que caçam outras espécies em busca de alimentação. O guepardo é capaz de, sain- do do repouso e correndo em linha reta, chegar à velocidade de 72 km/h, desenvolvendo uma aceleração escalar constante de 5,0 m/s2 num intervalo de tempo igual a: a. 1,0 s b. 2,0 s c. 3,0 s d. 4,0 s e. 20 s 121. UFSC Os diagramas de posição tempo, x × t, mostrados a seguir, representam os movimen- tos retilíneos de quatro corpos. 0 A x tt’ B 0 x tt’ P V -1 4 -1 4 101 Física ge a velocidade máxima de 12,0 m/s a 36,0 m do ponto de partida. Essa velocidade é manti- da por 3,0 s. A partir desse ponto, o corredor desacelera, também de maneira constante, 2, completando a prova em, aproximadamente, 10 s. É correto afirmar que a aceleração nos primeiros 36,0 m, a distância percorrida nos 3,0 s seguintes e a velocidade final do corredor ao cruzar a linha de chegada são, respectivamente: a. 2,0 m/s2; 36,0 m; 10,8 m/s b. 2,0 m/s2; 38,0 m; 21,6 m/s c. 2,0 m/s2; 72,0 m; 32,4 m/s d. 4,0 m/s2; 36,0 m; 10,8 m/s e. 4,0 m/s2; 38,0 m; 21,6 m/s 123. FEI-SP Em um porta-aviões, o comprimento da pista de decolagem é 100 m. Se a velocidade míni- ma para a decolagem é 288 km/h, qual é a mí- nima aceleração, em m/s2, suposta constante, para que o avião possa decolar? verde se apaga, instantaneamente as cinco ver- melhas se acendem, bloqueando o trânsito. A respeito de tal semáforo, considere as três situ- ações apresentadas abaixo. I. Um motorista que trafega à velocidade constante de 36 km/h avista o semáfo- ro no exato momento em que a primei- ra lâmpada verde se apaga. Se ele es- tiver a 100 m do semáforo, conseguirá ultrapassar o cruzamento antes de as lâmpadas vermelhas se acenderem. II. Se um motorista que trafega à veloci- dade constante de 36 km/h, no exato momento em que vê a quarta lâm- pada verde se apagar, imprimir uma aceleração constante de 2 m/s2 ao seu carro, conseguirá passar pelo cru- zamento antes que a primeira lâmpa- da vermelha se acenda, pois está a 400 m do semáforo. III. Se um motorista que trafega à veloci- dade constante de 36 km/h perceber, a 25 m de distância do semáforo, que as lâmpadas vermelhas estão acesas, ele terá de imprimir uma desaceleração constante mínima de 2 m/s2 para que o carro pare até o semáforo. Assinale a alternativa que apresenta a(s) afir- mativa(s) correta(s). a. Apenas II e III. b. Apenas III. c. Apenas I e III. d. Apenas II. 125. PUC-RJ Um corredor olímpico de 100 metros rasos ace- lera desde a largada, com aceleração constante, até atingir a linha de chegada, por onde ele pas- sará com velocidade instantânea de 12 m/s no a. 10,0 m/s2 b. 1,0 m/s2 c. 1,66 m/s2 d. 0,72 m/s2 e. 2,0 m/s2 126. UFRJ Um avião vai decolar em uma pista retilínea. Ele inicia seu movimento na cabeceira da pista com a. 32 b. 48 c. 50 d. 64 e. 100 124. UFU-MG Semáforos inteligentes ajudam no trânsito de grandes cidades, pois além de possuírem regu- lagem de tempo, também informam ao moto- rista o momento exato em que o cruzamento será liberado ou fechado, evitando acidentes. Um desses semáforos funciona com cinco lâmpadas verdes e cinco vermelhas, dispostas conforme a figura abaixo. Verdes Vermelhas Quando todas as lâmpadas verdes estão ace- sas, o trânsito é liberado, sendo que a cada 10 s uma delas se apaga. Quando a última lâmpada P V -1 4 -1 4 102 Física velocidade nula e corre por ela com aceleração média de 2,0 m/s2 até o instante em que levan- ta voo, com uma velocidade de 80 m/s, antes de terminar a pista. a. Calcule quanto tempo o avião permane- ce na pista desde o início do movimento até o instante em que levanta voo. b. Determine o menor comprimento pos- sível dessa pista. 127. Vunesp Um motorista, dirigindo seu veículo à veloci- dade escalar constante de 72 km/h, numa ave- nida retilínea, vê a luz vermelha do semáforo acender quando está a 35 m do cruzamento. Suponha que, entre o instante em que ele vê a luz vermelha e o instante em que aciona os freios, decorra um intervalo de tempo de 0,50 s. Admitindo-se que a aceleração escalar produzida pelos freios seja constante, qual o módulo dessa aceleração, em m/s2, para que o carro pare exatamente no cruzamento? a. 2,0 b. 4,0 c. 6,0 d. 8,0 e. 10. 128. UEPB Leia a tirinha a seguir para responder à questão. Coitado do Cascão!!! Quase foi atropelado. Por sorte, o carro estava a uma velocidade de 36 km/h e foi possível o motorista frear bruscamente, provocar uma aceleração de – 2,0 m/s2 e parar o carro, evitando atropelá- lo. Nessas circunstâncias, qual é a distância percorrida em metros, pelo carro, no ins- tante em que o motorista pisa no freio até parar? 129. UEL-PR A seguir, está representado o gráfico da velo- cidade escalar (v) de um ponto material em função do tempo (t). v tt 1 0 Sobre esse movimento, é correto afirmar que: a. é sempre acelerado. b. é sempre retardado. c. não muda de sentido. d. no início, é retardado e, após t1, é ace- lerado. e. no início, é acelerado e, após t1, é re- tardado. 130. Unicentro-PR Um caminhão passou no quilômetro 100 de uma rodovia com velocidade de 50,0 km/h, manteve essa velocidade até o quilômetro 110, quando freou uniformemente e parou em uma placa que indicava 120,0 km. No instante em que o caminhão passou no quilômetro 100, uma mo- tocicleta que se encontrava parada nesse local partiu com movimento uniformemente acelera- do durante parte do percurso e uniformemente retardado em seguida, até parar no quilômetro 120, chegando junto com o caminhão. Nessas condições, a velocidade máxima da motocicleta, em km/h, foi, aproximadamen- te, igual a: a. 70 b. c. 67 d. 65 e. 60 131. UFSC O gráfico a seguir apresenta as posições de um móvel em função do tempo. Suponha uma trajetória retilínea e que qualquer variação de velocidade ocorra de maneira constante. a. 25 b. 28 c. 16 d. 18 e. 20 P V -1 4 -1 4 103 Física x (m) 9,5 6,5 5,0 4,0 0 2,0 3,0 5,0 6,0 7,0 t (s) Com base no enunciado e nos três gráficos a seguir, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 0 –2,0 3,0 a (m/s2) 2,0 3,0 5,0 6,0 7,0 t (s) Gráfico 1 0 3,0 2,0 a (m/s2) 2,0 3,0 5,0 6,0 7,0 t (s) Gráfico 2 2,0 2,0 3,0 5,0 6,0 7,0 t (s)0 3,0 v (m/s) Gráfico 3 01. Entre os instantes 2,0 s e 3,0 s, o móvel possui um movimento retardado, e, en- tre os instantes 5,0 s e 6,0 s, ele possui movimento acelerado. 02. Entre os instantes 3,0 s e 5,0 s, o mó- vel está com velocidade constante e não nula. 04. O gráfico 1 corresponde corretamen- te ao comportamento das acelerações em função do tempo para o móvel em questão. 08. O gráfico 2 corresponde corretamen- te ao comportamento das acelerações em função do tempo para o móvel em questão.16. A distância percorrida pelo móvel entre os instantes 3,0 s e 5,0 s é de 5,0 m, e en- tre os instantes 6,0 s e 7,0 s é de 3,0 m. 32. A velocidade média entre os instantes 0,0 s e 7,0 s é de 1,5 m/s. 64. O gráfico 3 corresponde corretamen- te ao comportamento das velocidades em função do tempo para o móvel em questão. 132. Dois carros, A e B, em movimento retilíneo ace- lerado, cruzam um mesmo ponto em t = 0 s. Nesse instante, a velocidade v0 de A é igual à metade da de B, e sua aceleração a correspon- de ao dobro da de B. Determine o instante em que os dois carros se reencontrarão, em função de v0 e a. 133. Fuvest-SP A velocidade máxima permitida em uma autoes- trada é de 110 km/h (aproximadamente 30 m/s) e um carro, nessa velocidade, leva 6 s para parar completamente. Diante de um posto rodoviário, os veículos devem trafegar no máximo a 36 km/h (10 m/s). Assim, para que carros em velocidade máxima consigam obedecer o limite permitido, ao passar em frente do posto, a placa referente à redução de velocidade deverá ser colocada antes do posto, a uma distância, pelo menos, de: a. 40 m b. 60 m c. 80 m d. e. 100 m P V -1 4 -1 4 104 Física 134. Vunesp Durante uma viagem pelo interior de São Paulo, um motorista de carro desloca-se re- tilineamente com velocidade escalar cons- tante de 72 km/h, quando vê uma vaca pa- rada no meio da pista, a 100 m de distância. Imediatamente ele aciona os freios, adqui- rindo uma aceleração escalar constante de módulo 5,0 m/s2. Pode-se afirmar que o mo- torista: a. não conseguirá evitar a colisão com o animal. b. conseguirá parar o carro exatamente na frente do animal. c. conseguirá parar o carro a 60 m do animal. d. conseguirá parar o carro a 50 m do animal. e. conseguirá parar o carro a 40 m do animal. 135. Cefet-PR Deseja-se projetar uma pista para pousos e decolagens de aviões a jato. Para decolar, o avião acelera com 4 m/s2 até atingir a velo- cidade de 100 m/s. Deve-se, porém, deixar espaço para que o piloto possa interromper a decolagem, caso surja algum problema. Nesse caso, o avião desacelera com 5 m/s2. O comprimento mínimo da pista para que o piloto possa interromper a decolagem no instante em que o jato atinge a velocidade de decolagem, sem, no entanto, ter deixado o solo é de: a. 10.000 m b. 4.450 m c. 1.000 m d. 250 m e. 2.250 m 136. Unifesp Em um teste, um automóvel é colocado em movimento retilíneo uniformemente acelera- do a partir do repouso até atingir a velocidade máxima. Um técnico constrói o gráfico: x (m) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 21 43 6 v (m/s)50 em que se registra a posição x do veículo em função de sua velocidade v. Através desse gráfico, pode-se afirmar que a aceleração do veículo é: a. 1,5 m/s2 b. 2,0 m/s2 c. 2,5 m/s2 d. 3,0 m/s2 e. 3,5 m/s2 137. UFSCar-SP Uma partícula se move em uma reta com ace- leração constante. Sabe-se que, no intervalo de tempo de 10 s, ela passa duas vezes pelo mesmo ponto dessa reta, com velocidades de mesmo módulo, |v| = 4,0 m/s, em sentidos opostos. O módulo do deslocamento e o es- paço percorrido pela partícula, nesse intervalo de tempo, são, respectivamente: a. 0,0 m e 10 m b. 0,0 m e 20 m c. 10 m e 5,0 m d. 10 m e 10 m e. 20 m e 20 m 138. UFMS Considere o gráfico do espaço em função do tempo para uma partícula em movimento uni- formemente variado. P V -1 4 -1 4 105 Física s (m) t (s) 0 É correto afirmar que: a. a trajetória da partícula foi parabólica. b. a partícula não passou pela origem dos espaços. c. a velocidade da partícula jamais foi nula. d. a velocidade escalar inicial da partícula foi negativa. e. a aceleração escalar da partícula foi ini- cialmente positiva, depois negativa. 139. UEPG-PR O gráfico abaixo representa a posição de um móvel que se desloca ao longo de uma reta, com aceleração constante, em função do tempo. Sobre esse evento, assinale o que for correto. s (m) 20 10 0 4,0 8,0 t (s) 01. O movimento é uniformemente retar- dado. 02. A velocidade inicial do movimento é de 10 m/s. 04. A aceleração do móvel, em módulo, é de 2,5 m/s2. 08. A velocidade média do móvel entre 1,0 s e 3,0 s é de 5,0 m/s. 16. A velocidade do móvel no instante t = 4 s é nula. 140. UEL-PR A velocidade escalar de um corpo varia com o tempo de acordo com o gráfico abaixo: v v 0 v 1 0 t 1 t 2 t 4 t 3 t O movimento é: a. retardado no intervalo de tempo de t1 a t4. b. retardado no intervalo de tempo de t0 a t2. c. retardado somente no intervalo de tempo de t3 a t4. d. acelerado no intervalo de tempo de t2 a t3. e. acelerado no intervalo de tempo de t1 a t2. 141. Fuvest-SP Numa filmagem, no exato instante em que um caminhão passa por uma marca no chão, um dublê se larga de um viaduto para cair dentro de sua caçamba. A velocidade v do caminhão é constante e o dublê inicia sua queda a partir do repouso, de uma altura de 5 m da caçamba, que tem 6 m de comprimen- to. A velocidade ideal do caminhão é aquela em que o dublê cai bem no centro da caçam- ba, mas a velocidade real v do caminhão po- derá ser diferente e ele cairá mais à frente ou mais atrás do centro da caçamba. Para que o dublê caia dentro da caçamba, v pode diferir da velocidade ideal, em módulo, no máximo: a. 1 m/s b. 3 m/s c. 5 m/s d. 7 m/s e. 142. Unemat-MT Num acidente, o velocímetro de uma motoci- cleta registrava a velocidade de 72 km/h no ins- tante anterior à colisão. Supondo que o piloto estava com a mesma velocidade que a moto no instante do acidente, isso seria equivalente à P V -1 4 -1 4 106 Física queda livre em um prédio. Se a distância entre um piso e outro é 2,5 m, de qual andar o piloto teria de cair para alcançar tal velocidade? Adote a aceleração da gravidade como 10 m/s2. a. 20º andar b. 18º andar c. 16º andar d. 10º andar e. 8º andar 143. IFMT Um estudante resolve aproveitar a greve do IFMT, para visitar o sítio de seu avô. Lá, depa- ra-se com um poço e fica curioso para saber qual é a sua profundidade. Como não dispõe de nenhuma trena, tem a seguinte ideia: abandonar uma pequena pedra e contar dois segundos até que ela se choque com a água do poço. Desprezando a resistência do ar e considerando a gravidade 2, pode-se concluir que a profundidade do poço é de: a. b. c. d. e. 3,0 m 144. Um corpo cai, a partir do repouso, do alto de um prédio de 45 m de altura. Considere g = 10 m/s2. a. Determine o tempo de queda e a velo- cidade com que o corpo chega ao solo. b. Faça uma figura assinalando a posição do corpo a cada segundo de queda. 145. Um objeto é abandonado de uma altura h em relação ao solo em um local onde g = 10 m/s². Se após 3,0 s de queda o objeto está a 35 m do solo, determine a altura h e o tempo de queda do objeto até o solo. 146. Unimontes-MG Um rato encontra-se distraído, a 10 m de um gato que está prestes a correr em sua direção. 21 metros acima do rato está uma bola de fer- ro presa ao teto. O módulo da aceleração da gravidade no local é g = 10 m/s. P 20 m 21 m Gato Rato 10 m No mesmo instante em que o gato parte para pegar o rato, a bola desprende-se do teto e cai em direção ao rato. O gato consegue pegar o rato e escapar da bola quando ela está a 1,0 m do solo, no ponto P indicado na figura. A velo- cidade média do gato foi de: a. 1 m/s b. 3 m/s c. 4 m/s d. 5 m/s 147. Urca-CE Um corpo cai de uma certa altura h com velo- cidade inicial v0. O tempo gasto para ele atingir o solo é igual a: a. t = v02/2 g b. t = v0/2 gh c. t = –v0/g + (v02/g2 + 2 h/g)1/2 d. t = 2v0/g e. t = 2 g/h 148. UFPE Uma bola cai em queda livre a partir do repou- so. Quando a distância percorrida for h, a velo- cidade será v1. Quando a distância percorrida for 16 h, a velocidade será v2. Calcule a razão v2/v1. Considere desprezível a resistência do ar. 149. UEPB Um marceneiro está trabalhando na cobertura de um edifício. Por descuido, o martelo de mas- sa 300 g escapa de sua mão e cai verticalmente.Sabendo que a velocidade do martelo imedia- tamente antes de tocar o solo é de 25 m/s num tempo de queda igual a 2 s e considerando a aceleração da gravidade 10 m/s2, a altura do edifício, em metros, é: a. 15 b. 25 c. 20 d. 30 e. 10 P V -1 4 -1 4 107 Física 150. Acafe-SC Em uma atividade experimental, deseja-se verificar a dependência do tempo de queda livre de um corpo em função de sua massa. Para isso, tomam-se dois blocos A e B iguais de mesma massa. Primeiro, deixa-se cair livre- mente o bloco A e mede-se o tempo t1 gasto para percorrer a altura h. Depois, repete-se a situação anterior, mas desta vez é colocado o bloco B sobre o bloco A e registra-se o tem- po t2. Finalmente, amarram-se os blocos A e B mediante uma corda e mede-se o tempo t3 que gasta A para percorrer a mesma altura h. A A A B B h A alternativa que apresenta a relação correta entre os tempos registrados é: consecutivas de gotas da massa sobre a esteira é, em cm, igual a: a. t1 > t2 > t3 b. t1 < t2 = t3 c. t1 < t2 < t3 d. t1 = t2 = t3 151. UFSCar-SP No fabrico de sequilhos, uma máquina goteja a massa sobre uma esteira que conduz as go- tas ao forno. No mesmo instante em que as gotas caem sobre a esteira, novas gotas estão iniciando sua queda de 45 cm. Considerando g = 10 m/s2 e sabendo que a esteira possui movimento uniforme de velo- cidade 20 cm/s, a distância entre duas fileiras a. 25 b. 22 c. 15 d. e. 6 152. UEFS-BA Um objeto foi abandonado do sexto andar de um prédio, a vinte metros do solo, causando um acidente. A perícia determinou a velocida- de com que o objeto chegou ao solo. Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local, 10,0 m/s2, e desprezando-se a resistência do ar, o corpo atingiu o solo com velocidade, em km/h, igual a: a. 48 b. 56 c. 64 d. 72 e. 80 153. Galileu Galilei, estudando a queda dos corpos no vácuo a partir do repouso, observou que as distâncias percorridas a cada segundo de que- da correspondem a uma sequência múltipla dos primeiros números ímpares, como mostra o gráfico abaixo. 3 · 5 = 15 m 1 · 5 = 5 m 7 · 5 = 35 m 5 · 5 = 25 m Determine a distância total percorrida após 4 segundos de queda de um dado corpo. Em seguida, calcule a velocidade desse corpo em t = 4 s. 154. Mackenzie-SP A figura refere-se ao diagrama horário da po- sição de uma partícula que descreve um mo- vimento retilíneo e uniformemente variado, partindo do repouso no instante t = 0. x (m) 50 5,0 t (s)0 P V -1 4 -1 4 108 Física No intervalo 10 s a 15 s, o deslocamento esca- lar sofrido pela partícula vale: a. 100 m b. 125 m c. 150 m d. 225 m e. 250 m 155. PUC-RJ Uma pedra, solta do alto de um edifício, leva 4,0 s para atingir o solo. Desprezando a resis- tência do ar e considerando g = 10 m/s2, es- colha a opção que indica a altura do edifício em metros. a. 20 b. 40 c. 80 d. 120 e. 160 156. UFMT Galileu, na torre de Pisa, fez cair vários corpos pequenos com o objetivo de estudar as leis do movimento dos corpos em queda. A respeito dessa experiência, julgue os itens, desprezan- do o efeito do ar, e indique quais são corretos. I. A aceleração do movimento era a mes- ma para todos os corpos. II. Se dois corpos eram soltos juntos, o mais pesado chegava ao solo horizontal no mesmo instante que o mais leve. III. Se dois corpos eram soltos juntos, o mais pesado chegava ao solo horizontal com velocidade escalar maior que a do mais leve. 157. Fuvest-SP O gato consegue sair ileso de muitas quedas. Suponha que a maior velocidade com a qual ele possa chegar ao solo sem se machucar seja de 8,0 m/s. Então, desprezando-se a resistên- cia do ar, a altura máxima de queda a partir do repouso, para que o gato nada sofra, deve ser de: (Use g = 10 m/s2.) a. 3,2 m b. 6,4 m c. 4,0 m d. 8,0 m e. 10 m 158. Unicamp-SP Uma torneira, situada a uma altura de 1,0 m do solo, pinga lentamente à razão de 3 gotas por minuto. Considere g = 10 m/s2. a. Com que velocidade uma gota atinge o solo? b. Que intervalo de tempo separa as bati- das de duas gotas consecutivas no solo? 159. Mackenzie-SP Um corpo em queda livre, a partir do repou- so, gasta um certo tempo para percorrer uma distância h. Se um outro corpo, nas mesmas condições, gastasse o triplo desse tempo, a distância percorrida seria: a. h 9 b. h 3 c. 3 · h d. 9 9 ⋅h e. 160. Vunesp Num lugar onde g = 10 m/s2, uma pequena esfera de chumbo é abandonada de uma al- tura de 1,8 m acima da superfície da água de uma piscina e atinge seu fundo 0,80 s após seu abandono. Sabe-se que, abaixo da superfície, a esfera se move de modo uniforme, com a mesma velocidade com que a atingiu. Abando- nando-se novamente a esfera do mesmo lugar, com a piscina vazia, o tempo gasto para atingir seu fundo será de: a. 0,77 s b. 0,60 s c. d. 0,80 s e. 0,20 s 161. FEI-SP Um balão de ar quente está subindo vertical- mente com velocidade constante de 5 m/s. Quando o balão está 210 m acima do nível do solo, seu ocupante deixa cair acidentalmente um saco de areia que estava preso ao balão. Após ter sido solto, quanto tempo o saco de areia leva para atingir o solo? a. 3 s b. 4 s c. 5 s d. 6 s e. 7 s P V -1 4 -1 4 109 Física 162. UFSCAR-SP primeira viagem tripulada à Lua. Suponha que você é um astronauta e que, chegando à super- fície lunar, resolva fazer algumas brincadeiras para testar seus conhecimentos de física. a. Você lança uma pequena bolinha, ver- ticalmente para cima, com velocidade inicial v0 igual a 8 m/s. Calcule a altura máxima h atingida pela bolinha, medida a partir da altura do lançamento, e o in- tervalo de tempo ∆t que ela demora para subir e descer, retornando à altura inicial. b. Na Terra, você havia soltado de uma mesma altura inicial um martelo e uma pena, tendo observado que o martelo alcançava primeiro o solo. Decide então fazer o mesmo experimento na superfície da Lua, imitando o astronauta David Ran- dolph Scott durante a missão Apollo 15, observado na Terra? Explique o porquê. Dados Considere a aceleração da gravidade na Lua como sendo 1,6 m/s2. Nos seus cálculos mantenha somente 1 (uma) casa após a vírgula. 163. Udesc Uma bola é lançada do chão, verticalmente para cima, com velocidade de 30 m/s. Despre- zando a resistência do ar, calcule: a. o tempo que a bola levará para atingir o ponto mais alto de sua trajetória; b. a altura máxima que a bola atingirá; c. os instantes (durante a subida e a desci- da) em que a bola estará na posição 25 m, e a velocidade dela nestes instantes. 164. FEI-SP Um arqueiro pode disparar uma flecha com velocidade v = 50 m/s. Qual é a altura máxima atingida pela flecha, desprezando-se a resis- tência do ar e a altura inicial do disparo? a. 100 m b. 125 m c. 150 m d. 250 m e. 300 m 165. PUC-RJ Um objeto é arremessado do solo, verticalmen- te para cima, com uma velocidade v1 = 10,0 m/s. Após um intervalo de tempo ∆t =1,00 s, um se- gundo objeto é também arremessado do mes- mo ponto que o primeiro, verticalmente para cima e com a mesma velocidade v2 = 10,0 m/s. Indique a altura em metros (m) do ponto onde ocorrerá a colisão entre os objetos. Considere g = 10,0 m/s2. a. 1,00 b. 4,00 c. 3,75 d. 0,00 e. 10,0 166. Uma pedra é lançada verticalmente para cima com velocidade de 20 m/s de um ponto situa- do a 10 m do solo. Considere g = 10 m/s2. De- termine: a. o tempo gasto pela pedra para atingir a altura máxima; b. a altura máxima atingida pela pedra, em relação ao solo; c. o tempo desde o lançamento até a pe- dra atingir o solo. 167. Uma bola, lançada verticalmente para cima a partir do solo, atingiu uma altura máxima de 125 m. Considere g = 10 m/s². a. Qual foi a velocidade de lançamento da bola? b. Após quanto tempo do lançamento, a bola encontra-se a 45 m do solo? 168. UFPI Uma bola é lançada da janela de um edifício, com velocidade de 10 m/s, verticalmente para cima. Simultaneamente, outra bola é abando- nada do repouso, da mesma posição.Suponha que ambas as bolas estejam sujeitas somente à ação da gravidade. 1,0 s após, a separação entre as bolas é de: P V -1 4 -1 4 110 Física a. 5 m b. 10 m c. 15 m d. 20 m e. 25 m 169. Mackenzie-SP Um corpo lançado verticalmente para cima, no vácuo, com velocidade escalar inicial v0, atinge a altura máxima H. A altura h, alcançada por ele quando sua velocidade escalar se reduz à metade da inicial, vale: a. H 4 b. H 2 c. 3 4 H d. 4 5 H e. 4 3 H 170. UFPE Um ginasta de cama elástica precisa planejar cada movimento que será realizado enquanto estiver em voo. Para isso, ele gostaria de cal- cular de quanto tempo irá dispor para realizar cada movimento. Desprezando a resistência do ar e sabendo que a altura máxima atingida pelo atleta é 5 m, calcule o tempo total de voo do atleta, em segundos. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 171. UFPE Uma pedra é lançada verticalmente para cima, a partir do solo, e depois de 10 s retorna ao ponto de partida. Despreze o efeito do ar e adote g = 10 m/s2. A velocidade inicial de lan- çamento da pedra tem módulo igual a: a. 20 m/s b. 40 m/s c. 50 m/s d. 80 m/s e. 172. PUCCamp-SP Numa prova de atletismo, um atleta de 70 kg consegue saltar por cima de uma barra colo- cada paralelamente ao solo, a 3,2 m de altu- ra. Para conseguir esse feito é preciso que, no momento em que deixa o solo, a componente vertical da velocidade do atleta, em m/s, tenha módulo de: Dados: g = 10 m/s2 Despreze o efeito do ar. a. b. c. 8,5 d. 8,0 e. 7,5 173. UFRGS-RS Um projétil é lançado verticalmente para cima, a partir do nível do solo, com velocidade escalar inicial de 30 m/s. Admitindo g = 10 m/s2 e des- prezando a resistência do ar, analise as seguin- tes afirmações a respeito do movimento desse projétil. I. 1 s após o lançamento, o projétil se en- contra na posição de altura 25 m com relação ao solo. II. 3 s após o lançamento, o projétil atinge a posição de altura máxima. III. 5 s após o lançamento, o projétil se en- contra na posição de altura 25 m com relação ao solo. Quais estão corretas? a. Apenas I b. Apenas II c. Apenas III d. Apenas II e III e. I, II e III 174. Fuvest-SP Uma torneira mal fechada pinga a intervalos de tempo iguais. A B A figura mostra a situação no instante em que uma das gotas está se soltando. Supondo P V -1 4 -1 4 111 Física Sabendo-se que esse móvel percorre 2 cm nos primeiros 2 s, qual é a distância por ele percor- rida nos quatro primeiros segundos? a. 4 cm b. 6 cm c. 8 cm d. 12 cm e. 16 cm 178. UFV-MG Uma bola é solta de uma altura de 45,0 m e cai verticalmente. Um segundo depois, outra bola é arremessada verticalmente para baixo. Sabendo que a aceleração da gravidade no lo- cal é 10 m/s2 e, desprezando a resistência do ar, a velocidade com que a última bola deve ser arremessada, para que as duas atinjam o solo no mesmo instante, é: a. 12,5 m/s b. 7,50 m/s c. 75,0 m/s d. 1,25 m/s e. 0,75 m/s 179. UFES Um projétil é disparado do solo, verticalmente para cima, com velocidade inicial de módulo igual a 2,0 · 102 m/s. Desprezando-se a resis- tência do ar e adotando-se g = 10 m/s2, a altura máxima alcançada pelo projétil e o tempo ne- cessário para alcançá-la são, respectivamente: a. 4,0 km e 40 s b. 4,0 km e 20 s c. 2,0 km e 40 s d. 2,0 km e 20 s e. 2,0 km e 10 s 180. A figura a seguir mostra, em intervalos de 2,0 s, a mudança de posição de uma bolinha que se move sobre uma rampa longa, após ser solta no instante t = 0 s. a. Que tipo de movimento ela executa so- bre a rampa? b. Quantos centímetros ela percorrerá durante seu quarto segundo de movi- mento sobre a rampa? t = 0 s t = 2 s t = 4 s t = 6 s 15 cm 45 cm 75 cm que cada pingo abandone a torneira com ve- locidade nula e desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que a razão A/B entre as distâncias A e B mostradas na figura (fora de escala) vale: a. 2 b. 3 c. 4 d. 5 e. 6 175. Unifenas-MG Um corpo em queda livre, a partir do repouso, percorre uma distância d no primeiro segundo de movimento. Qual a distância percorrida por ele no quarto segundo de movimento? Des- preze o efeito do ar. a. d b. 4 d c. 5 d d. 6 d e. 7 d 176. Cesgranrio-RJ A laje do teto de uma sala deixa gotejar água da chuva, caindo as gotas com frequência cons- tante. Uma fotografia instantânea mostra que as distâncias entre três gotas consecutivas são, respectivamente, 30 cm e 50 cm. Concluímos que, desde que a resistência do ar seja despre- zível, a gota que caiu antes da gota (1) se encon- tra abaixo desta, a uma distância de: 30 cm (3) (2) (1) 50 cm a. 50 cm b. 70 cm c. 20 cm d. 80 cm e. 40 cm 177. UFRGS-RS Um móvel, partindo do repouso, desce um plano inclinado com aceleração constante. P V -1 4 -1 4 156 Física R: CAPÍTULO 04 67. 13 (01 + 04 + 08) 68. a. vB = 0,5 m/s b. L = 12 m c. t t d s = 1 2 69. B 70. B 71. a. ∆sC = 700 m b. tm = 50 s c. t t c m = 2 8, 72. a. v m = 18 m/s b. v(m/s) 20 15 0 200 500 t(s) 61. D 62. B 63. D 64. E 65. E 66. D 73. E 74. D 75. s t= +20 30 76. A 77. D 78. v m s1 8 0= , / 79. a. Coeficiente linear → espaço inicial Coeficiente angular → velocidade b. Como o gráfico de s × t é uma reta decrescente, o movi- mento é uniforme e retrógrado. c. x t SI= − ⋅25 5 ( ) 80. O valor máximo da veloci- dade v é 16 m/s. CAPÍTULO 05 81. C 82. A 83. A 84. A 85. C 86. E 87. A 88. B 90. D 91. D 92. D 93. B 94. a. – 0,1 m/s2 (da equação) b. t = 10 s 95. a. a = 1,8 m/s2 b. v (m/s) 9,0 5,0 t (s) 96. D 97. E 98. A 99. A 100. D 89. am = – 25 m /s2 CAPÍTULO 06 101. D 102. B 103. a. a = 2,5 m/s2 b. v = 10 m/s c. ∆ttotal = 12 s 104. a. 2 v(m/s) 1 0 –1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 t(s) –2 b. De 0 a 4 s: o movimento é uniforme e progressivo. De 4 s a 8 s: o movimento é progressivo e uniforme- mente retardado. De 8 s a 12 s: o movimento é retrógrado e uniforme- mente acelerado. De 12 s a 16 s: o movimento é retrógrado e uniforme. De 16 s a 20 s: o movimento é retrógrado e uniforme- mente retardado. 105. C 106. E 107. E 108. C 109. a. T = 2t = 60 s b. v = 36 m/s 110. D 111. a. Na fase de aceleração, temos: a = 2 m/s2 Na fase de breque: a = – 4 m/s2 b. s1 = 100 m s2 = 50 m 112. D 113. D 114. a. Sim, vmáx. = 108 km/h vmáx > 80 km/h b. ∆st = 225 m P V -1 4 -1 4 157 FísicaR: 115. B 116. E 117. E 118. a. s1 = s2 = 0 t = 2 s b. v1 = 10 m/s a1 = 10 m/s2 v2 = –35 m/s a2 = – 20 m/s2 c. t = 0,5 s d. t1 = 1 s t2 = 0,25 s 119. A 120. D 121. 81 (01 + 16 + 64) 122. A 123. A 124. C 125. D 126. a. ∆t = 40 s b. dm = 1.600 m 127. D 128. A 129. D 130. C 131. 132. t v a = 4 0 133. C 134. C 135. E 136. B 137. B 138. D 139. (02, 04, 08 ,16) 140. E 141. B 142. E 143. C 144. a. tq = 3,0 s v = 30 m/s b. 5,0 m 15 m 25 m Solo 45 m 0 1s 2s 3s 145. tq = 4,0 s h = 80 m 146. D 147. C 148. v v 2 1 4= 149. D 150. D 151. E 152. D 153. d = 80 m v = 40 m/s 154. E 155. C 156. I. e II são corretas. 157. A 158. a. v ≅ 4,5 m/s b. t = 20 s. 159. E 160. A 161. E 162. a. h = 20 m ∆t = 10 s b. Não. Na Lua, a queda dos corpos é isenta da resistência do ar. Logo, independemente das massas dos corpos, a pena e o martelo atingem o solo lunar ao mesmo tempo. 163. a. t = 3 s b. h = 45 m c. t1 = 1 s e t2 = 5s v2 = –20 m/s 168. B 169. C 170. B 171. C 172. D 173. E 174. C 175. E 176. B 177. C 178. A 179. D 180. a. O movimento é uniformemente acelerado. b. 105 cm CAPÍTULO 07 181. E 182. D 183. E 184. A 185. A 186. 02 e 04 187. C 188. a. s = 60 m b. vm = 4 m/s 189. E 190. D 191. D 192. C 193. a. Em I, II e III, temos velocidade escalar positiva e em IV, nula. b. Nos trechos II (MU) e IV (repouso), a aceleração escalar é nula. No trecho I, a aceleração escalar é positiva (concavidade do gráfico voltada para cima) e, no trecho III, negativa (concavidade voltada para baixo). 164. B 165. C 166. a. ts = 2,0 sb. hmáx. = 30 m c. tT = 4,5 s 167. a. v0 = 50 m/s b. t1 = 1 s e t2
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