Lista 1 - Cinem Tica - Prevupe2008

FÍSICA

MECÂNICA

LISTA 1 – MECÂNICA – CINEMÁTICA ESCALAR

Lista de exercícios CINEMÁTICA ESCALAR

P r é - V e stib u la r d a U n i v e r s i d a d e d e P e r n a m b u co Hora de... Brincar! 1. (FEI-SP) A tabela da os valores da velocidade escalar instantânea de um móvel em função do tempo, traduzindo uma lei de movimento que vale do instante t = 0 s até o instante t = 5,0 s. t 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 segundos v 7 10 13 16 19 cm/s A respeito desse movimento podemos dizer que: (a) é uniforme (b) é uniformemente variado com velocidade inicial mula (c) é uniformemente acelerado com velocidade inicial diferente de zero (d) sua aceleração é variável (e) nada se pode concluir 2. (UFPA) Um móvel descreve um movimento retilíneo cuja função horária da posição no SI é: S = 10 + 40· t + 12· t2. Quais os valores da posição inicial, velocidade inicial e aceleração, respectivamente, em unidades do SI? (a) 40; 10 e 12 (b) 10; 40 e 22 (c) 10; 40 e 24 (d) 10; 40 e 12 (e) 40; 10 e 24 (f) 3. (F.I. UBERABA-MG) Se um móvel, deslocando-se em linha reta, aume sua velocidade escalar continuamente, à razão de 0,3m/s em cada décimo de segundo, quantos segundos ele gasta para percorrer a distância de 6,0 metros a partir do instante em que abandona o repouso? (a) 0,2 (b) 0,4 (c) 2,0 (d) 4,0 (e) 20 4. Um caminhão possui movimento uniforme com velocidade escalar de 72 km/h, quando são acionados os freios que lhe comunicam uma aceleração escalar de 0,5 m/s2 (em módulo). O espaço percorrido pelo caminhão (em metros), desde a aplicação dos freios até parar é: (a) 800 (b) 400 (c) 200 (d) 100 (e) n.d.a. 5. (PUC – SP) A velocidade de um carro é, no instante em que o motorista nota que o sinal fechou, 72 km/h. O tempo de reação do motorista é de 0,7 s (tempo de reação, tempo decorrido entre o instante em que o motorista vê o sinal fechar até aquele em que aplica os freios) e os freios aplicam ao carro um retardamento uniforme de 5 m/s2. A distância percorrida pelo carros do instante em que o motorista nota que o sinal fechou, até parar, é: (a) 54m (b) 20m (c) 14m (d) 10m (e) 44m 6. (ITA – SP) De uma estação parte um trem A com velocidade constante VA = 80 km/h. Depois de certo tempo, parte dessa mesma estação um outro trem B, com velocidade constante VB = 100 km/h. Depois de um tempo de percurso, o maquinista de B verifica que o seu trem se encontra a 3 km de A; a partir desse instante ele aciona os freios indefinidamente, comunicando ao trem uma aceleração de – 50 km/h2. O trem A continua no seu movimento anterior. Nestas condições: (a) não houve encontro dos trens (b) depois de duas horas o trem B pára e a distância que o separa de A é de 65 km (c) houve encontro dos trens depois de 12 minutos (d) houve encontro dos trens depois de 36 minutos (e) não houve encontro dos trens; continuam caminhando e a distância que os separa agora é de 2 km. 7. Um ciclista A inicia uma corrida a partir do repouso com uma aceleração constante de 0,5 m/s2. Nesse mesmo instante um outro ciclista B passa por ele com velocidade constante de 3 m/s e no mesmo

Marcelo Correia, José Ranulfo, Anderson(Rato)

sentido que o ciclista A. Os dois ciclistas irão se emparelhar novamente depois de um tempo igual a: (a) 2s (b) 5s (c) 8s (d) 10s (e) 12s 8. Um vagão ferroviário, deslocando-se com velocidade 30 m/s é desacelerado até o repouso com aceleração constante. O vagão percorre 100 metros antes de parar. A aceleração do vagão é em módulo em m/s2: (a) 4,5 (b) 5,5 (c) 6,5 (d) 7,5 (e) n.d.a. 9. (IEEP–SP) Um automóvel tem freio nas quatro rodas e se movimenta em um plano horizontal com velocidade constante de módulo v0. Num dado instante, os freios são acionados de modo a travar as quatro rodas e o carro percorre, até parar, uma distância D em um intervalo de temo t. Não se considera o efeito do ar e o coeficiente de atrito entre os pneus e o chão é mantido constante. Se, no instante da freada, a velocidade tivesse módulo 2· v0, admitindo o mesmo módulo de aceleração, a distância percorrida e o tempo decorrido até o carro parar seriam, respectivamente, iguais a: (a) 2D e (b) D e t (c) 4D e (d) 2D e (e) 4D e 2·t 2·t 4·t 4·t 10. (UFGO) Um móvel parte do repouso em movimento retilíneo uniformemente variado com aceleração positiva em relação a um dado referencial. A velocidade média desse móvel num intervalo de tempo ∆t=t–t0, onde t0 corresponde ao instante de velocidade v0 e t corresponde ao de velocidade v, é dada por:

(a)

v ⋅ v0 2 2 v − v0 2

(d)

2

(b) v − v 0

2 (e) v + v 0 2

2 2 (c) v + v 0

2

11. (FUVES–SJP)J Um ciclista A inicia uma corrida a partir do repouso, acelerando 0,50m/s2. Nesse instante, passa por ele um outro ciclista B, com velocidade constante de 5,0m/s e no mesmo sentido que o ciclista A. I. Depois de quanto tempo, após a largada, o ciclista A alcança o ciclista B? II. Qual a velocidade do ciclista A ao alcançar o ciclista B? 12. (ITA–SP) Um móvel parte da origem do eixo x com velocidade constante igual a 3m/s. No instante t = 6s o móvel sofre uma aceleração a = – 4m/s2. A equação horária a partir do instante 6s será: (a) x = 3· t + 2· t2 (b) x = 18 + 3· t – 2· t2 (c) x = 18 – 2· t2 (d) x = –72 + 27· t – 2· t2 (e) x = 27 – 2· t2 13. (ITA–SP) Um móvel A parte da origem, com velocidade inicial nula, no instante inicial igual a zero e percorre o eixo 0x com aceleração constante a. Após um intervalo de tempo ∆t, contado a partir da saída de A, um segundo móvel B, parte da origem com uma aceleração igual a n· a, sendo n > 1. B alcançará A no instante: (a) t =  n + 1 ⋅ ∆t (b) t =  n − 1 ⋅ ∆t (c) t =  n − 1  ⋅ ∆t  n −1   n −1   n       

(d) t =  n + 1  ⋅ ∆t (e)  n   

 n   ⋅ ∆t t =    n − 1

14. (CESGRANRIO–RJ) O gráfico, ao lado, corresponde a um movimento retilíneo uniformemente variado, sendo a equação da velocidade:

pag. 1

FÍSICA (a) v = (8 + 2· t) m/s (b) v = (8 – 2· t) m/s (c) v = (8 + 4· t) m/s (d) v = (8 – 4· t) m/s (e) v = (4 + 2· t) m/s

LISTA 1 – MECÂNICA – CINEMÁTICA CINEM ESCALAR (a) 12m (b) 10m (c) 9m (d) 8m (e) 6m v(m/s)

20. (ITA–SP) SP) A curva da figura é a representação gráfica da equação

8

0

2

(a)

t(s)

15. Dois pontos materiais A e B passaram simultaneamente (no instante zero) pela origem dos espaços de uma mesma trajetória retilínea. Suas velocidades escalares variam com o tempo, segundo o gráfico abaixo.

v(m/s)

A

8,0

B

2,0 0

3,0

(e)

Escreva as respectivas equações horárias dos espaços. Determine o instante em que A alcança B, após ambos terem passado pela origem dos espaços. 16. Um ponto material movimenta-se se sobre uma trajetória retilínea. O diagrama horário do movimento é o arco de parábola indicado no gráfico. A lei horária do movimento, com S em metros m e t em segundos, é: S(m) (a) S = t 3 (b) S = t + 2 2 (c) S = t2 2 (d) S = t – t 1 (e) S = t2 – 2· t 0 1 2 3

t(s)

 v A  entre as velocidades escalares dos   S(m)  vB 

móveis A e B.

(c) (d)

t(s)

I. II.

17. Calcule a razão

(b)

A

8,0 4,0

BRINCANDO COM A COVEST E UPE 21.

(covest 2001) O fluxo total de sangue na grande circulação, também chamado de débito cardíaco, faz com que o coração de um homem adulto seja responsável pelo bombeamento, em média, de 20 litros por minuto.. Qual a ordem de grandeza do volume de sangue, em litros,, bombeado pelo coração em um dia? 102 (b) 103 (c) 104 (d) 105 (e) 106

(a) 22.

(covest 2002) Qual a ordem de grandeza, gran em km/h, da velocidade orbital da Terra em torno do Sol? A distância média da Terra ao Sol é 1,5x108 km. 106 (b) 105 (c) 104 (d) 103 (e) 102

(a) 23.

(covest 2003) Astrônomos de um observatório anglo-australiano anglo anunciaram, recentemente, a descoberta do centésimo planeta extraex solar. A estrela-mãe mãe do planeta está situada a 293 anos-luz da Terra. Qual é a ordem de grandeza dessa distância? 109km (b) 1011km (c) 1013km (d) 1015km (e) 1017

(a) 24.

(covest 2004) Durante o último mês de agosto, o planeta Marte esteve muito próximo da Terra, a uma distância distân de cerca de 55 milhões de quilômetros.. Qual a ordem de grandeza do tempo necessário para a luz percorrer esta distância? 10-1s (b) 100s (c) 101s (d) 102s (e) 103s

B

0

1,0

2,0

t(s)

18. (FUVEST–SP) SP) O gráfico ilustra como via a posição de um móvel que se

(a) 25.

(covest 2005) Em um bairro com 2500 casas, o consumo médio diário de água por casa é de 1000 litros. litro Qual a ordem de grandeza do volume que a caixa d’água do bairro deve ter, em m3, para abastecer todas as casas por um dia, sem faltar água? 103 (b) 104 (c) 105 (d) 106 (e) 107

desloca numa trajetória retilínea.

x(m) 10

(a) 26.

2 0

horária de um movimento retilíneo. Ela é constituída por um trecho de um ramo de parábola cujo vértice está localizado no eixo S. Neste movimento: A velocidade inicial é nula e a aceleração é de – 6m·s–2. S(m) A velocidade inicial é 48m·s–1 e a aceleração de 57 6m·s–2. 48 A aceleração é de –39m·s–2. A velocidade média no intervalo de zero a 2s 0 1 2 t(s) é de 9m·s–1. Nenhuma dessas afirmações é correta.

5

10

20 t(s)

I. II.

Qual a distância percorrida pelo móvel entre 0 (zero) e 20s? Qual o valor da velocidade no instante t = 8s? 19. Dois pontos materiais A e B caminham numa mesma trajetória retilínea e os módulos de suas velocidades são dados pelo gráfico. No instante t = 2s a distância entre eles era 10m,, conforme a figura.

A

B

(a) (b) (c) (d) (e)

(covest 2001) O gráfico abaixo mostra as posições, em função do tempo, de dois ônibus que partiram partira simultaneamente. O A partiu do Recife para Caruaru e o ônibus B partiu de Caruaru para o Recife. As distâncias são medidas a partir do Recife. A que distância do Recife, em km,, ocorre o encontro entre os dois ônibus? 30 40 50 60 70

v(m/s) 6,0

A, B B A

4,0 0

1,0

2,0

A, B 3,0

4,0

t(s)

Calcule a nova distância entre eles a partir do instante t = 4s.

Marcelo Correia, Joséé Ranulfo, Anderson(Rato)

27.

(covest 2001) O gráfico abaixo representa a velocidade de um ciclista, em função do tempo, em um determinado percurso retilíneo.

pag. 2

FÍSICA (a) (b) (c) (d) (e)

LISTA 1 – MECÂNICA – CINEMÁTICA CINEM ESCALAR 33. (covest 2004) A velocidade de um automóvel em movimento

Qual a velocidade média do ciclista, em km/h, no percurso considerado? 10 15 20 25 30

(a) (b) (c) (d) (e)

retilíneo está representada, em função do tempo, pelo gráfico abaixo. Qual a velocidade média do automóvel automóv entre os instantes t=0,0h e t=3,0h? 45km/h 50km/h 55km/h 60km/h 65km/h

28.

34.

(a) (b) (c) (d) (e)

(a) (b) (c) (d) (e)

(covest 2002) O gráfico abaixo representa, aproximadamente, apro a velocidade de um atleta, em função do tempo, em um trecho de um percurso retilíneo. No instante em que ocorreu a mudança no sentido do movimento, a quantos metros da sua posição inicial (em t = 0 s) se encontrava o atleta? 12 24 30 36 42

(covest 2005) O gráfico abaixo mostra a velocidade de um objeto em função do tempo, em movimento ao longo do eixo x. Sabendo-se que, no instante t = 0, a posição do objeto é x = – 10 m, determine a equação x(t) para a posição do objeto em função do tempo.

x(t) = -10 + 20t - 0,5t2 x(t) = -10 + 20t + 0,5t2 x(t) = -10 + 20t - 5t2 x(t) = -10 - 20t + 5t2 x(t) = -10 - 20t - 0,5t2

35. 29.

(covest 2003) A imprensa pernambucana, em reportagem sobre os riscos que correm os adeptos da "direção perigosa", observou que uma pessoa leva cerca de 4,0 s para completar uma ligação de um telefone celular ou colocar um CD no aparelho de som de seu carro. carr Qual a distância percorrida por um carro que se desloca a 72 km/h, durante este intervalo de tempo no qual o motorista não deu a devida atenção ao trânsito? 40m (b) 60m (c) 80m (d) 85m (e) 97m

(a) 30.

(covest 2003) No jogo do Brasil contra a China, na copa de 2002, Roberto Carlos rlos fez um gol que foi fotografado por uma câmara que tira 60 imagens/segundo.. No instante do chute, a bola estava localizada a 14 metros da linha do gol, e a câmara registrou 24 imagens, desde o instante do chute até a bola atingir o gol. Calcule a velocidade veloc média da bola. 10m/s (b) 13m/s (c) 18m/s (d) 29m/s (e) 35m/s

(a) 31.

(a) (b) (c) (d) (e)

(covest 2003) O gráfico abaixo mostra a posição, em função do tempo, de três carros que se movem no mesmo sentido e na mesma estrada retilínea. O intervalo de tempo que o carro Z leva entre ultrapassar o carro X e depois ultrapassar o carro Y é de: 10s 15s 20s X 25s Y 30s

(covest 2005) Uma esfera de aço de 300 g e uma esfera de plástico de 60 g de mesmo diâmetro são abandonadas, simultaneamente, do alto de uma torre de 60 m de altura. Qual a razão entre os tempos que levarão as esferas até atingirem o solo? (Despreze a resistência do ar). 5,0 (b) 3,0 (c) 1,0 (d) 0,5 (e) 0,2

(a) 36.

(UPE 2002) Os dois trens movem-se, movem no mesmo sentido, com movimento uniforme. Na situação da figura abaixo, o trem A está a 54km/h e o B a 72km/h.. Determine o tempo, em segundos, para ultrapassagem. A B

(a) 10 37.

(b)

20

(c)

30

(d)

40

(e)

50

(UPE 2003) Um caça a 612 km/h dispara um míssil que tem velocidade de 792 km/h quando lançado de uma base terrestre fixa em direção a outro jato que se move a 540 km/h, no mesmo nível. O alvo não percebe o ataque e mantém velocidade constante. A distância entre as aeronaves, no instante do disparo, é de 1,2 km.

Z

32.

(a)

(covest 2003) Uma pulga pode dar saltos verticais de até 130 vezes sua própria altura. Para isto, ela imprime a seu corpo um impulso que resulta numa aceleração ascendente. Qual é a velocidade vel inicial necessária para a pulga alcançar uma altura de 0,2 m? 2m/s (b) 5m/s (c) 7m/s (d) 8m/s (e) 9m/s

Marcelo Correia, Joséé Ranulfo, Anderson(Rato)

pag. 3

FÍSICA

LISTA 1 – MECÂNICA – CINEMÁTICA CINEM ESCALAR

O tempo para o impacto, em segundos,, e a distância percorrida pelo míssil, em metros, valem respectivamente: 10; 3900 (b) 4; 2250 (c) 8; 2500 ) 6; 1200 (e) 5; 1950 (f)

(a) (d) 38.

(UPE 2004–Física 1) Um menino, do topo da torre Malakoff, atira uma pedra para baixo com velocidade inicial de 3m/s. Assinale a alternativa que representa o intervalo de tempo necessário para a pedra atingir o solo, sabendo que a altura de queda foi de 30,8m. 5,5s (b) 5,1s (c) 2,8s (d) 2,2s (e) 1,0s

(a) 39.

(covest 2003 – Física 1) O gráfico mostra a velocidade, em função do tempo, de um atleta que fez a corrida de 100 m rasos em 10 s. Qual a distância percorrida, em m, nos primeiros 4,0 segundos? segundos

v (m/s)

44.

(covest 2005 – Física 1) Uma pedra é lançada para cima, a partir do topo de um edifício de 60 m com velocidade inicial de 20 m/s. Desprezando a resistência do ar, calcule a velocidade da pedra ao atingir o solo, em m/s.

45.

(covest 2003 – Física 2 )A A velocidade do sangue na artéria aorta de um adulto, que possui em média 5,4 litros de sangue, é de aproximadamente 30 cm/s.. A área transversal da artéria é de aproximadamente 2,5 cm2. Qual o intervalo de tempo, em segundos, necessário para a aorta transportar portar o volume de sangue de um adulto?

vf

0,0 0,0 2,0 40. (covest 2003

4,0

6,0

8,0

t (s)

10

– Física 1) O gráfico descreve a posição x, em função do tempo, de um pequeno inseto to que se move ao longo de um fio. Calcule a velocidade do inseto, em cm/s,, no instante t = 5,0 s. x (cm)

46.

(covest 2004 – Física 2) O gráfico abaixo mostra uma parábola que descreve a posição em função do tempo, de uma partícula em movimento uniformemente variado, com aceleração a = - 8,0 m/s2. Calcule a velocidade idade da partícula, no instante t = 0, em m/s. x

100 80 60

xmax

40 20 0,0 0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

0

t (s)

0

2,0

4,0

6,0

8,0

t (s)

47.

41.

(covest 2004 – Física 1) O gráfico da velocidade em função do tempo de um ciclista, que se move ao longo de uma pista retilínea, é mostrado abaixo. o. Considerando que ele mantém a mesma aceleração entre os instantes t = 0 e t = 7 segundos, segundos determine a distância percorrida neste intervalo de tempo. Expresse sua resposta em metros. v (m/s)

12

(covest 2004 – Física 2) Um trem de 200 m está em repouso em uma estação. A extremidade dianteira do trem coincide com um poste de sinalização luminosa. No instante t = 0, o trem parte com aceleração constante de 25,0 m/min2. Qual a velocidade do trem, em km/h, quando a sua extremidade traseira estiver cruzando o sinal luminoso?

48.

(covest 2005 – Física 2) No instante t = 0 um menino lança uma pedra para cima. Após 1,0 s,, o movimento da pedra ainda é ascendente a com uma velocidade que é a metade da velocidade inicial de lançamento. Supondo que o atrito com o ar pode ser desprezado, calcule a altura máxima atingida pela pedra, em metros.

49.

8

4

0 0

1

2

3

4

t (s)

(covest 2005 – Física 2) O gráfico abaixo representa a largada de um grande prêmio de fórmula 1, onde Schumacher e Barrichello saem da mesma linha de largada. Barrichello iniciou a corrida 3,0 s antes de Schumacher. Ambos avançam com aceleração constante e após 6,0 s da largada de Barrichello, o mesmo é ultrapassado por Schumacher. Sc Determine a razão aS/aB entre as acelerações dos carros de Schumacher e Barrichello, respectivamente, no momento da ultrapassagem.

42.

(covest 2004 – Física 1) Um veículo em movimento sofre uma desaceleração uniforme em uma pista reta, até parar. Sabendo-se Sabendo que, durante os últimos 9,0 m de seu deslocamento, a sua velocidade diminui 12 m/s,, calcule o módulo da desaceleração imposta ao veículo, em m/s2.

43.

(covest 2005 – Física 1) A figura mostra um gráfico da velocidade em função do tempo para um veículo que realiza um movimento composto de movimentos retilíneos uniformes. Sabendo-se Sabendo que em t = 0 a posição do veículo é x0 = + 50 km,, calcule a posição do veículo no instante t = 4,0 h, em km.

Marcelo Correia, Joséé Ranulfo, Anderson(Rato)

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FÍSICA 50. (covest

LISTA 1 – MECÂNICA – CINEMÁTICA CINEM ESCALAR

2003 – Física 3) Numa agência bancária existem 2 máquinas de atendimento automático ao cliente. Em média, a fila única de espera mede 9,0 m e a separação entre as pessoas na fila é de 75 cm.. Qual o tempo médio de espera na fila, se cada cliente demora, em média 3,0 minutos usando a máquina? Dê sua resposta em minutos.

51.

(covest 2004 – Física 3) Um corredor A está em repouso quando observa um corredor B que passa em movimento retilíneo uniforme. Depois de transcorridos 2,0 s da passagem do corredor B, o corredor A inicia a sua corrida em uma raia paralela à raia do corredor B, com aceleração constante de 0,50 m/s2. O gráfico mostra a posição dos corredores em função do tempo, desde o instante em que o corredor B passou até o instante em que foi ultrapassado pelo corredor A. Calcule o intervalo de tempo, em segundos,, transcorrido desde o instante em que o corredor A iniciou a sua corrida até o instante da ultrapassagem. ultrapassagem x (m) 400

B A 0 0

2,0

t (s)

52.

(covest 2004 – Física 3) A equação horária, durante os primeiros 8 segundos,, de um ciclista que se move ao longo de uma pista reta é dada por x = 4t + t2, com x medido em metros ros e t em segundos. Qual a sua velocidade no instante t = 8,0 s?? Expresse sua resposta em km/h.

53.

(covest 2005 – Física 3) A figura mostra o gráfico da aceleração em função do tempo para uma partícula que realiza um movimento composto de movimentos retilíneos os uniformemente variados. Sabendo que em t = 1,0 s a posição é x = + 50 m e a velocidade é v =+ 20 m/s, calcule a posição da partícula no instante t = 5,0 s, em metros.

54.

(covest 2005 – Física 3) O gráfico abaixo representa a largada de um grandee prêmio de fórmula 1, onde Schumacher e Barrichello saem da mesma linha de largada. Barrichello iniciou a corrida 3,0 s antes de Schumacher. Ambos avançam com aceleração constante e após 6,0 s da largada de Barrichello, o mesmo é ultrapassado por Schumacher. Schumach Obtenha a razão vS/vB entre as velocidades dos carros de Schumacher e Barrichello, respectivamente, no momento da ultrapassagem.

Marcelo Correia, Joséé Ranulfo, Anderson(Rato)

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