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Lista de atividades Física Mecânica Movimento Uniforme Uniformemente Variado 1. (Unesp 016) Em uma viagem de carro com sua família, um garoto colocou em prática o que havia aprendido nas aulas de física. Quando seu pai ultrapassou um caminhão em um trecho reto da estrada, ele calculou a velocidade do caminhão ultrapassado utilizando um cronômetro.. (Ulbra 016) Um objeto faz 3 / de um percurso em linha reta com uma velocidade de 6 m / s. Sabe-se que o restante do percurso ele o faz com uma velocidade de 1 m / s. Qual foi a sua velocidade média durante todo o percurso em m / s? a),0 b) 7, c) 8,0 d) 9, e) 18,0 3. (G1 - utfpr 016) Uma navio de pesquisa equipado com SONAR está mapeando o fundo do oceano. Em determinado local, a onda ultrassonora é emitida e os detectores recebem o eco 0,6 s depois. O garoto acionou o cronômetro quando seu pai alinhou a frente do carro com a traseira do caminhão e o desligou no instante em que a ultrapassagem terminou, com a traseira do carro alinhada com a frente do caminhão, obtendo 8, s para o tempo de ultrapassagem. Em seguida, considerando a informação contida na figura e sabendo que o comprimento do carro era 4m e que a velocidade do carro permaneceu constante e igual a 30 m / s, ele calculou a velocidade média do caminhão, durante a ultrapassagem, obtendo corretamente o valor a) 4 m / s. b) 1m / s. c) m / s. d) 6 m / s. e) 8 m / s. Sabendo que o som se propaga na água do mar com velocidade aproximada de 1.00 m s, assinale qual é a profundidade, em metros, do local considerado. a) 40. b) 380. c) 60. d) 80. e) (Efomm 016) Uma videochamada ocorre entre dois dispositivos móveis localizados sobre a superfície da Terra, em meridianos opostos, e próximo ao equador. As informações, codificadas em sinais eletromagnéticos, trafegam em cabos de telecomunicações com velocidade muito próxima à velocidade da luz no vácuo. O tempo mínimo, em segundos, para que um desses sinais atinja o receptor e retorne ao mesmo dispositivo que o transmitiu é, aproximadamente, 8 Dados: raio médio da Terra, a) 1 30 b) 1 1 Velocidade da luz (vácuo), 1 Rmed 10 m; 1 8 m c s c) 1 d) 1 e) (Ita 016) No sistema de sinalização de trânsito urbano chamado de onda verde, há semáforos com dispositivos eletrônicos que indicam a velocidade a ser mantida pelo motorista para alcançar o próximo sinal ainda aberto. Considere que de início o painel indique uma velocidade de 4 km h. Alguns segundos depois ela passa para 0 km h e, finalmente, para 60 km h. Sabendo que a indicação de 0 km h no painel demora 8,0 s antes de mudar para 60 km h, então a distância entre os semáforos é de 1 a) 1,0 10 km. 1 b),0 10 km. 1 c) d) 1,0 km. e) 1, km. 4,0 10 km. 6. (Unisinos 016) Por decisão da Assembleia Geral das Nações Unidas, em 01 celebra-se o Ano Internacional da Luz, em reconhecimento à importância das tecnologias associadas à luz na promoção do desenvolvimento sustentável e na busca de soluções para os desafios globais nos campos da energia, educação, agricultura e saúde. c) 1,3. d) 11,7. e) (G1 - ifsp 016) Milhares de pessoas morrem em acidentes de trânsito no país todos os anos. Pneus desgastados ( carecas ), freios ruins e o excesso de velocidade são fatores que contribuem para elevar o número de acidentes. A utilização de pneus carecas é uma falta de trânsito grave e é responsável por 0% dos acidentes de trânsito. Um condutor negligente partiu de São Paulo às 0h00 da manhã e percorreu 600 km em direção à cidade de Blumenau. Durante a viagem, um dos pneus carecas furou e o condutor gastou 60 minutos para realizar a troca. Algumas horas antes de chegar a Blumenau, o condutor fez uma parada de 60 minutos para um lanche. Sabendo que o condutor negligente chegou a Blumenau às 11h00 da manhã do mesmo dia, assinale a alternativa que apresenta qual foi sua velocidade média, em m s. a) 7,8 m s. b) 100 m s. c) 41,7 m s. d) 3 m s. e) 10 m s. 8. (Pucsp 016) Considere a velocidade da luz no vácuo igual a 8 3,0 10 m / s. Para percorrer a distância entre a Terra e a Lua, que é de 3,9 10 km, o tempo que a luz leva, em segundos, é de, aproximadamente, a) 0,0013. b) 0,77. Dois colegas combinam um desafio. Um deles, identificado por A, garante que, após largarem juntos e ele ter completado 10 voltas numa praça, irá permanecer parado por minutos, quando retornará à corrida e, ainda assim, conseguirá vencer o colega, identificado por B. Considerando que os atletas A e B gastam, respectivamente, 3 minutos e 00s para completar cada volta, qual deve ser o menor número inteiro de voltas completas que deve ter esse desafio para que o atleta A possa vencê-lo? a) 1 b) 16 c) 17 d) (Fatec 016) Nos primeiros Jogos Olímpicos, as provas de natação eram realizadas em águas abertas, passando a ser disputadas em piscinas olímpicas em Atualmente, os sensores instalados nas piscinas cronometram, com precisão, o tempo dos atletas em até centésimos de segundo. Uma das disputas mais acirradas é a prova masculina de 0 m em estilo livre. Observe o tempo dos três medalhistas dessa prova nos Jogos de Londres em 01. c) d).000. e) (Ufrgs 016) Pedro e Paulo diariamente usam bicicletas para ir ao colégio. O gráfico abaixo mostra como ambos percorreram as distâncias até o colégio, em função do tempo, em certo dia. Florent Manaudou (FRA) Cullen Jones (EUA) César Cielo Filho (BRA) 1,34 s 1,4 s 1,9 s Considerando a velocidade média dos atletas, quando o vencedor completou a prova, a distância entre César Cielo e o ponto de chegada era de, aproximadamente, a) 0,49 cm b) 0,8 cm c) 0,8 m d) 4,90 m e),80 m 10. (G1 - cps 016) Suponha que uma semeadeira é arrastada sobre o solo com velocidade constante de 4 km h, depositando um único grão de milho e o adubo necessário a cada 0 cm de distância. Após a semeadeira ter trabalhado por 1 minutos, o número de grãos de milho plantados será de, aproximadamente, a) b).400. Com base no gráfico, considere as seguintes afirmações. I. A velocidade média desenvolvida por Pedro foi maior do que a desenvolvida por Paulo. II. A máxima velocidade foi desenvolvida por Paulo. III. Ambos estiveram parados pelo mesmo intervalo de tempo, durante seus percursos. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 1. (Pucpr 016) Um automóvel parte do repouso em uma via plana, onde desenvolve movimento retilíneo uniformemente variado. Ao se deslocar 4,0 m a partir do ponto de repouso, ele passa por uma placa sinalizadora de trânsito e, 4,0 s depois, passa por outra placa sinalizadora 1 m adiante. Qual a aceleração desenvolvida pelo automóvel? a) 0,0 m s. b) 1,0 m s. c) 1, m s. d),0 m s. e) 3,0 m s. 13. (Efomm 016) Um automóvel, partindo do repouso, pode acelerar a,0 m s e desacelerar a 3,0 m s. O intervalo de tempo mínimo, em segundos, que ele leva para percorrer uma distância de 37 m, retornando ao repouso, é de a) 0 b) c) 30 d) 40 e) 14. (Uemg 016) Kimbá caminhava firme, estava chegando. Parou na porta do prédio, olhando tudo. Sorriu para o porteiro. O elevador demorou. EVARISTO, 014, p. 94. Ao ler o texto, dois candidatos fizeram as seguintes afirmações: Candidato 1: Kimbá caminhava firme, mas diminuiu sua velocidade, pois estava chegando. Enquanto ela parava, a força resultante e a aceleração de Kimbá tinham a mesma direção e sentido, mas sentido contrário à sua velocidade. Candidato : Kimbá parou em frente à porta do prédio. Nessa situação, a velocidade e a aceleração dela são nulas, mas não a força resultante, que não pode ser nula para manter Kimbá em repouso. Fizeram afirmações CORRETAS: a) Os candidatos 1 e. b) Apenas o candidato 1. c) Apenas o candidato. d) Nenhum dos dois candidatos. 1. (Unicamp 016) A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo o mundo. Uma preocupação importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração. Sendo assim, considere que, em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração experimentada pelos passageiros foi limitada a amax 0,09g, onde g 10 m / s é a aceleração da gravidade. Se o trem acelera a partir do repouso com aceleração constante igual a a max, a distância mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 1080 km / h corresponde a a) 10 km. b) 0 km. c) 0 km. d) 100 km. 16. (G1 - ifce 016) Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a 3,0 m s. O valor da velocidade escalar e da distância percorrida após 4,0 segundos, valem, respectivamente a) 1,0 m s e 4,0 m. b) 6,0 m s e 18,0 m. c) 8,0 m s e 16,0 m. d) 16,0 m s e 3,0 m. e) 10,0 m s e 0,0 m. 17. (Uerj 016) O número de bactérias em uma cultura cresce de modo análogo ao deslocamento de uma partícula em movimento uniformemente acelerado com velocidade inicial nula. Assim, pode-se afirmar que a taxa de crescimento de bactérias comporta-se da mesma maneira que a velocidade de uma partícula. Admita um experimento no qual foi medido o crescimento do número de bactérias em um meio adequado de cultura, durante um determinado período de tempo. Ao fim das primeiras quatro horas do experimento, o número de bactérias era igual a Após a primeira hora, a taxa de crescimento dessa amostra, em número de bactérias por hora, foi igual a: a) 1,0 10 b),0 10 c) 4,0 10 d) 8, (Efomm 016) Uma balsa de,00 toneladas de massa, inicialmente em repouso, transporta os carros A e B, de massas 800 kg e 900 kg, respectivamente. Partindo do repouso e distantes 00 m inicialmente, os carros aceleram, um em direção ao outro, até alcançarem uma velocidade constante de 0 m s em relação à balsa. Se as acelerações são aa 7,00 m s e ab,00 m s, relativamente à balsa, a velocidade da balsa em relação ao meio líquido, em m s, imediatamente antes dos veículos colidirem, é de e) a aceleração escalar é de 1 m s. 0. (Espcex (Aman) 016) Um móvel descreve um movimento retilíneo uniformemente acelerado. Ele parte da posição inicial igual a 40 m com uma velocidade de 30 m / s, no sentido contrário à orientação positiva da trajetória, e a sua aceleração é de 10 m / s no sentido positivo da trajetória. A posição do móvel no instante 4s é a) 0m b) 40 m c) 80 m d) 100 m e) 40 m a) zero b) 0,40 c) 0,980 d),3 e), (Ueg 016) Leia o gráfico a seguir. As informações obtidas na leitura do gráfico permitem dizer que a) a velocidade inicial é 1 m s. b) A velocidade é nula em,0 s. c) A velocidade final é de 1 m s. d) o espaço percorrido foi de 1 m. Gabarito: Resposta da questão 1: [D] Dados: va 30 m/s; Δt 8s; LA 4m; LB 30m. Em relação ao caminhão, a velocidade do carro (v rel ) e o deslocamento relativo durante a ultrapassagem Δ são: ( S rel ), vrel va v C vrel 30 v C. ΔSrel 34 v rel 30 v C ΔSrel LA LC 30 4 ΔSrel 34m. Δt 8, vc 30 4 vc 6m/s. Resposta da questão : [B] A velocidade média v m, em módulo, de um móvel que realiza um movimento retilíneo com trechos em velocidades diferentes é calculada através da razão entre a distância total percorrida d e o tempo gasto em percorrê-la t. Para tanto, devemos obter a distância total percorrida, somando-se os trechos respectivos e o tempo total gasto: Trecho 1: 3 d1 d 3 d d 3d t t t s v Trecho : d1 d d d d t t t s v 1 30 Trecho completo: 3d d distância total d d d d vm vm vm 7, m / s t 3d d 4d Resposta da questão 3: Como a onda de ultrassom do sonar retorna após 0,6 s, significa que somente para descer ao fundo do mar ela demora a metade deste tempo. Logo, do movimento uniforme: Δs v t Δs 100 m / s 0,3 sδs 40 m Resposta da questão 4: [C] Sendo a velocidade de propagação constante, temos um movimento retilíneo uniforme das ondas em torno da Terra. Considerando a Terra uma esfera perfeita, sem interferências no percurso da onda, temos: m; s πr π Δ med 1 π t t t t s s v c 8 m s Resposta da questão : [D] Um carro A para pelo semáforo com uma velocidade de 4 km h 1, m s e demora T segundos pra passar o pelo percurso. Um carro B, que esta mais distante passa pelo semáforo com uma velocidade de 0 km h 13,889 m s e demora T 8 segundos. Ambos pegando a onda verde. ΔS V0 Δt ΔS 1, T (i) ΔS 13,889 (T 8) (ii) 1, T 13,889 (T 8) T 80 s (iii) (iii) em (i) ΔS 1, 80 ΔS m ΔS 1km Resposta da questão 6: [C] O tempo para a luz percorrer a distância entre a Terra e a Lua é: 10 m 3,9 10 km d 1km t t t 1,3 s v 8 3,0 10 m / s Resposta da questão 7: Gabarito Oficial: Gabarito SuperPro : ou [C] Da definição de velocidade média temos: O valor de V m, representa a velocidade constante que o corpo deveria ter para efetuar, em um intervalo de tempo, o mesmo deslocamento que executa variando sua velocidade. A rigor, a velocidade média não nos informa qual foi à trajetória do veículo. Mas tendo a trajetória, não existe nenhuma proibição de se calcular a velocidade média com as paradas e sem as paradas. Até porque no trecho sem paradas, ele variou sua velocidade, seja para uma ultrapassagem, ou para dar passagem a algum carro. Esse problema seria corrigido se o enunciado estivesse escrito: assinale a alternativa que apresenta qual foi sua velocidade média sem levar em conta as paradas feitas pelo motorista, em m s. Olhando para o gabarito oficial, possivelmente, a banca não considerou as paradas. Δt 6h ΔS 600 km ΔS 600 Vm Vm Vm 100 km h Δt Vm Vm 7,8 m s 3,6 Considerando as paradas e para saber se o condutor negligente, também foi negligente na estrada (descontando os tempos de paradas), deverá realizar o seguinte raciocínio: 3 O condutor negligente saiu de São Paulo às h e chegou em Blumenau às 11h, a viagem toda durou 6h. Como ele fez duas paradas de 1h cada, ele fez todo o percurso em 4h. Δt 4h ΔS 600 km ΔS 600 Vm Vm Vm 10 km h Δt 4 10 Vm Vm 41,7 m s 3,6 Podemos concluir que o condutor foi negligente até mesmo na velocidade. Resposta da questão 8: [B] Para o atleta A ganhar a corrida, ele deve fazer o mesmo trajeto de B em menor tempo. Para o tempo total de A Δ t A somamos o tempo que permaneceu parado com o tempo em movimento. Para o tempo em movimento de ambos os atletas, multiplicamos o tempo por volta (t A e t B ) pelo número de voltas N. Equacionando: Para o atleta A vencer: Δt A Δt B E o tempo de cada atleta, fica: Δt t N t Δt 180N 300 A A parado A Δt t N Δt 00N B B B Substituindo as equações de cada atleta na inequação inicial: 180N N NN 1 Logo, para o menor valor inteiro, temos que o número de voltas mínimo para que aconteça a vitória de A, será de 16 voltas. Resposta da questão 9: [C] As velocidades médias dos atletas Florent (1) e César (3) foram: 0 m v1,343 m / s 1,34 s v 3 0 m,316 m / s 1,9 s A diferença de posição entre o 3º lugar e o 1º lugares é dada pelo trajeto completo da piscina descontado o que o 3º lugar percorreu no tempo do 1º colocado. d 0 m v3 t1 d 0 m,316 m / s 1,34 s d 0 m 49,4 m d 0,8 m Resposta da questão 10: [D] Dados: 1 1 v 4km h; Δt 1min h h; d 0cm 0,m Calculando o a distância percorrida (D) : 1 D v Δt 4 D 1 km 1000m. 4 Por proporção direta: 0,m 1 grão N N m N grãos 0, Resposta da questão 11: [I] Verdadeira. Pedro levou menos tempo para cumprir a mesma distância que Paulo, portanto sua velocidade média foi maior. [II] Falsa. A velocidade máxima em um gráfico de distância pelo tempo é dada pela inclinação da reta, que indica o seu coeficiente angular representado pela velocidade. Nota-se no diagrama que Pedro teve a maior velocidade no primeiro trecho de seu percurso, quando inclusive ultrapassou Paulo. [III] Falsa. Os intervalos de parada de ambos os ciclistas foram diferentes, correspondendo aos trechos em que as posições não mudam com o tempo. Sendo assim, Pedro esteve parado durante 10 s e Paulo durante 100 s. Resposta da questão 1: Analisando o movimento do automóvel conforme a figura abaixo, temos que: v1 1t1 t ΔS1 4 m v t t 4 ΔS1 16 m Assim, podemos encontrar expressões matemáticas que representam as velocidades nos dois instantes. Analisando do instante 0 ao instante 1, temos que: v1 v0 a ΔS1 v1 a ΔS1 Analisando do instante 0 ao instante, temos que: v v0 a ΔS v a ΔS Se 1 v v a Δt, onde 1 a ΔS a ΔS a Δt 1 a Δt a ΔS a ΔS 1 a Δt a ΔS ΔS 1 Δt t t 4 s. Elevando ao quadrado ambos os lados e substituindo os valores, temos que: a 4 a a 4 8 a 16 a 0, m s Resposta da questão 13: [B] Dividindo o movimento em duas partes, de acordo com o gráfico, temos: A distância é mínima quando a aceleração escalar é máxima. Na equação de Torricelli: v v v v0 amax d min dmin m amax 0,9 1,8 dmin 0 km. Resposta da questão 16: Funções horárias da velocidade e do espaço para o para o Movimento Uniformemente Variado: As equações da velocidade para o trecho 1 e, são: v1 t1 v1 3t t1 v1 3t 3t1 Juntando as duas equações: 3 t1 3t 3t1 t1 t Logo, usando as equações para o cálculo da área dos triângulos juntos, temos o deslocamento do móvel em todos os trechos: t v1 t t Δs Δs 1 1 Δs 37 3 t t 37 t 6t s Resposta da questão 14: [B] Antes de parar sua caminhada, Kimbá reduziu sua velocidade, impondo uma aceleração de direção contrária à sua frente e, consequentemente, uma força resultante apontando na mesma direção e sentido da aceleração. Com isso, a afirmação correta está com o candidato 1. Resposta da questão 1: [C] Dados: amax 0,09 g 0, ,9 m/s ; v0 0; v 1080 km/h 300 m/s. v v0 a t v v 1,0m/s. a 3 ΔS v0 t t ΔS 0 4 v 4,0m. Resposta da questão 17: O deslocamento ( Δ S) de uma partícula em movimento uniformemente variado a partir do repouso e a velocidade v são: a ΔS t v a t tempo de movimento. sendo a a aceleração escalar e t o Fazendo a analogia que sugere o enunciado e aplicando para o instantes t 4 h e t 1h, temos: a a bactérias ΔN t a 110. h bactérias N a t N N 110. h Resposta da questão 18: [B] Primeiramente, fazendo a conferência do tempo para atingir a velocidade terminal e a distância percorrida por cada carro, temos: Para o carro A: ΔvA 0m s ΔtA ΔtA Δt A,8 s aa 7m s aa 7 m s ΔsA ta ΔsA,8 ΔsA 8,6 m Para o carro B: ΔvB 0 m / s ΔtB ΔtB Δt B 4 s ab m s [C] Falsa. A velocidade final é maior que 1 m s, pois o móvel continua o movimento um pouco mais além de 4,0s. [D] Falsa. O espaço percorrido até 4,0s. é calculado pela área sob a curva. ab m s ΔsB tb ΔsB 4 ΔsB 40 m Como as distâncias percorridas somadas não ultrapassam o comprimento da balsa, os dois móveis se chocam com a velocidade de 0 m s em relação à balsa e em sentidos contrários. Ao colidirem, temos a conservação da quantidade de movimento do sistema balsa e carros, portanto: Q f Q i Considerando como positivo o movimento do carro de maior massa e desprezando os efeitos dos atritos, para o choque inelástico, temos: m m m v m v m v balsa A B A A B B ma va mb vb 800 kg ( 0 m s) 900 kg 0 m s v v mbalsa ma mb 000 kg 800 kg 900 kg E, finalmente, a velocidade final da balsa será: kgm s v v 0,4 m s no 3700 kg mesmo sentido do carro B. Resposta da questão 19: [B] Falsa. A velocidade inicial do móvel é 1 m s. [B] Verdadeira. No tempo de,0s, o móvel muda o sentido de movimento, sendo, neste momento, nula a sua velocidade. Ida: 1 1 m Volta: 1 1 m Total percorrido: 4 m Deslocamento: 0m [E] Falsa. A aceleração foi de: Δv 1 m / s 1 m / s 4 m / s a a 6 m / s Δt 4 s 4 s Resposta da questão 0: Pelos dados do enunciado e pela função horária do espaço para um MRUV, temos que: a t S S0 v0 t S S S 0 m
