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Um esportista corre numa pista circular de raio igual a 200 m com velocidade escalar de 18 km/h praticamente constante. Calcule, em radianos, o ângulo central que “enxerga” o arco percorrido por ele em 72 s.


1,8 rad
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Estudo Através de Questões

há 2 anos

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PARTE I – CINEMÁTICA Tópico 4
12 pág.

PARTE I – CINEMÁTICA Tópico 4

UFBA

Respostas

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há 2 anos

Para calcular o ângulo central que o esportista enxerga, podemos utilizar a fórmula: θ = s/r Onde: θ = ângulo central (em radianos) s = comprimento do arco percorrido r = raio da pista Primeiro, precisamos calcular o comprimento do arco percorrido pelo esportista. Podemos utilizar a fórmula: s = v*t Onde: v = velocidade escalar t = tempo Substituindo os valores, temos: s = 18 km/h * (72 s / 3600 s/h) = 0,36 km Convertendo para metros: s = 360 m Agora, podemos calcular o ângulo central: θ = s/r = 360 m / 200 m = 1,8 rad Portanto, o ângulo central que o esportista enxerga é de 1,8 rad.

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Sabendo-se que o comprimento (perímetro) de uma circunferên-cia de raio R é igual a 2πR, converta em radianos os seguintes ângulos:
a) 360° d) 60°
b) 180° e) 30°
c) 90°


Um automóvel move-se ao longo de uma pista circular de raio igual a 200 metros. Em certo instante, sua velocidade angular vale 0,1 rad/s. Quanto indica seu velocímetro, em km/h, nesse instante?


72 km/h

Um móvel vai de A a D com velocidade escalar linear constante, movendo-se ao longo da curva esquematizada na figura. Sendo R1 > R2 > R3, compare os valores das velocidades angulares nos trechos AB, BC e CD.


ωAB < ωBC < ωCD

Imagine uma esfera de raio R, com duas varetas fincadas nela nos pontos A e B, perpendicularmente à sua superfície e sobre uma mesma circunferência máxima (meridiano). Uma lanterna, que emite um feixe de raios de luz paralelos entre si, ilumina a esfera, como mostra a figura. α é igual a 20°. Sabendo que o arco AB mede 10 cm e que o comprimento de uma circunferência de raio R é igual a 2πR, calcule o raio R da esfera. (Use π = 3.)


30 cm

(Uerj) A distância média entre o Sol e a Terra é de cerca de 150 milhões de quilômetros. Assim, a velocidade média de translação da Terra em relação ao Sol é, aproximadamente, de:


a) 3 km/s.
b) 30 km/s.
c) 300 km/s.
d) 3 000 km/s.

Sabendo que ambos os corredores completam uma volta no mesmo intervalo de tempo, compare:
a) suas velocidades escalares médias angulares;
b) suas velocidades escalares médias lineares.
Resolução:
a) Os dois corredores completam uma volta num mesmo intervalo de tempo Δt. Ao fazer isso, ambos realizam um mesmo deslocamento angular Δϕ, igual a 2π rad. Lembrando que a velocidade escalar média angular (ωm) é dada por:
ωm = Δϕ/Δt
concluímos que:
ωmA = ωmB
Isso significa que A e B percorreram um mesmo ângulo num mesmo intervalo de tempo.
b) No mesmo intervalo de tempo Δt, decorrido durante uma volta, o deslocamento linear Δs é maior para o corredor B, uma vez que a circunferência externa tem perímetro maior que a interna. Assim, no mesmo Δt, temos:
ΔsB > ΔsA
Lembrando que a velocidade escalar média linear (vm) é dada por:
vm = Δs/Δt
concluímos que:
vmB > vmA
Isso significa que, no mesmo intervalo de tempo Δt, a distância percorrida por B foi maior que a percorrida por A, apesar de os ângulos varridos terem sido iguais.
Nota:
• O item b do exercício poderia ter sido resolvido lembrando que:
vm = ωm R
em que R é o raio da circunferência. Como o valor de ωm é igual para A e para B, concluímos que o valor de vm é maior para B, uma vez que B descreve a circunferência de raio maior.
a) Comparar as velocidades escalares médias angulares dos corredores.
b) Comparar as velocidades escalares médias lineares dos corredores.

Duas pequenas esferas A e B, apoiadas em uma mesa, são interligadas por um fio de 50 cm de comprimento. Por meio de outro fio também de 50 cm, liga-se a esfera A a um prego P, fincado na mesa. As esferas são postas a girar em torno do prego, de modo que A, B e P permanecem sempre alinhados. Em certo instante, B move-se a 10 m/s. Determine nesse instante:
a) a velocidade escalar angular de A e de B;
b) a velocidade escalar linear de A.
a) Calcular a velocidade escalar angular de A e de B.
b) Calcular a velocidade escalar linear de A.

Com relação a um relógio analógico, determine o período do ponteiro:
a) dos segundos;
b) dos minutos;
c) das horas.
a) Determinar o período do ponteiro dos segundos.
b) Determinar o período do ponteiro dos minutos.
c) Determinar o período do ponteiro das horas.

Quanto mede, em graus e em radianos, o ângulo θ descrito pelo ponteiro dos minutos de um relógio, em 10 minutos?
a) Calcular o ângulo descrito pelo ponteiro dos minutos em 10 minutos, em graus.
b) Calcular o ângulo descrito pelo ponteiro dos minutos em 10 minutos, em radianos.

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