Física I – Lista de exercícios para 1ª Provadesaceleração em cada um dos trens é de 1,0m/s2. 1) Um automóvel viaja 40 km numa estrada retilínea, à velocidade de 30 km/h. Depois, percorre mais 40 km no mesmo sentido com uma velocidade de 60 km/h. (a) Qual a velocidade média do carro nesses 80 km de viagem? (b) Qual a velocidade escalar média? 7) Considere que a chuva cai de uma nuvem, 1700m acima da superfície da Terra. Se desconsiderarmos a resistência do ar, com que velocidade as gotas de chuva atingiriam o solo? Seria seguro caminhar ao ar livre num temporal? 2) Qual a posição final de um corredor, cujo gráfico velocidade x tempo é dado pela figura ao lado, 16 segundos após ter começado a correr? 8) Um objeto é largado de uma ponte 45m acima da água. O objeto cai dentro de um barco que se desloca com velocidade constante e estava a 12m do ponto de impacto no instante em que o objeto foi solto. Qual a velocidade do barco? 3) A cabeça de uma cascavel pode acelerar 50m/s2 no instante do ataque. Se um carro, partindo do repouso, também pudesse imprimir essa aceleração, em quanto tempo atingiria a velocidade de 100km/h ? 4) Um carro a 97km/h é freado e pára em 43m. a) Qual o módulo da aceleração (na verdade, da desaceleração) em unidades SI e em unidades g? Suponha que a aceleração é constante. b) Qual é o tempo de frenagem? Se o seu tempo de reação treação, para frear é de 400ms, a quantos "tempos de reação" corresponde o tempo de frenagem? 5) Em uma estrada seca, um carro com pneus em bom estado é capaz de frear com uma desaceleração de 4,92m/s2 suponha constante). a) Viajando inicialmente a 24,6ms, em quanto tempo esse carro conseguirá parar? b) Que distância percorre nesse tempo? c) Esboce os gráficos x versus t e v versus t para a desaceleração. 6) Dois trens, em movimento retilíneo, viajam na mesma direção e em sentidos opostos, um a 72km/h e o outro a 144km/h. Quando estão a 950m um do outro, os maquinistas se avistam e aplicam os freios. Determine se haverá colisão, sabendo-se que a 9) Uma bola de chumbo é deixada cair de um trampolim localizado a 5,2m acima da superfície de um lago. A bola bate na água com certa velocidade e afunda com a mesma velocidade constante. Ele chegará ao fundo 4,8s após ter sido largada. a) Qual a profundidade do lago? b) Qual a velocidade média da bola? c) Suponha que toda água do lago seja drenada. A bola é atirada do trampolim, e novamente chega ao fundo do lago 4,8s depois. Qual a velocidade inicial da bola? 10) Um projétil é atirado horizontalmente de uma arma que está 45m acima de um solo plano. A velocidade na saída do cano é 250m/s. a) Por quanto tempo o projétil permanece no ar? b) A que distância da arma, na horizontal, ele cai ao solo? c) Qual o módulo da componente vertical da velocidade, no instante em que atinge o solo? 11) (a) Prove que a razão da altura máxima H pelo alcance R, para um projétil atirado do nível do solo com ângulo 0 acima da horizontal, é dada por H/R = (tan0)/4. (b) Para que ângulo 0 temos H=R? 12) Uma pedra é lançada para o alto de um penhasco de altura h , com uma velocidade Calcule: a) Calcule a altura h do penhasco. que trafega de Paris 19) Um barco está navegando rio acima.5s após o lançamento. Entretanto. acima da horizontal. A pedra cai 5. a 50 m de distância.6i+6. qual o menor raio possível para a ferrovia. deve ser apontado o cano do rifle.050g? (b) Para fazer uma curva com 1. respectivamente). Quando o cordão arrebenta. Qual era a aceleração centrípeta da pedra enquanto estava em movimento circular? 17) Um trem de grande velocidade (TGV – train à grande vitesse).1 m a velocidade é v=7. c) A altura máxima H acima do nível do solo. a) Qual a tensão na corda inferior? b) Qual a tensão na corda superior? 22) Dois blocos estão em contato sobre uma mesa sem atrito. também em direção ao sul. em relação ao barco. sob a ação do vento. é 9 km/h.1j em metros por segundo (sendo i e j vetores unitários nas direções x e y. para que a bala atinja o alvo? 15) Uma bola é jogada do solo para o ar. um observador no trem vê as gotas caírem exatamente na vertical. (a) Se o trem fizer uma curva a tal velocidade. é girada por um menino. horizontalmente. em relação ao solo.5m de comprimento.5kg. conforme a figura. Determine a velocidade da chuva em relação ao solo. de forma a manter a aceleração abaixo deste limite? 18) (a) Qual é a aceleração centrípeta de um objeto no equador terrestre. A que altura. de forma que os passageiros não experimentem uma aceleração superior a 0. a) Qual a velocidade do avião? b) Que distância o projétil percorreu. para o sul da França. b) a velocidade da pedra imediatamente antes do impacto no penhasco. que bate no solo 5s depois de ser lançado.8 m/s2? 13) Um avião mergulhando num ângulo de 530 com a vertical a uma altitude de 730m lança um projétil. (a) Qual a velocidade do barco em relação ao solo? (b) Uma criança no barco caminha da proa para a popa a 6 km/h. acima do alvo. a 14 km/h em relação à água do rio. As trajetórias das gotas de chuva formam um ângulo de 22 0 com a vertical. sob uma chuva que está caindo. conforme registrado por um observador parado no solo. para que valor o trem deve ter sua velocidade reduzida. de maneira que a aceleração centrípeta de um objeto no equador terrestre fosse igual a 9. Qual a velocidade da criança com relação ao solo? 20) Um trem viaja em direção ao sul a 30m/s (em relação ao solo). no instante em que bate no solo? 16) Uma pedra. durante o seu vôo? c) Quais eram as componentes horizontal e vertical de sua velocidade no instante em que caiu no solo? 14) Um rifle com uma velocidade de tiro de 500 m/s atira num alvo. 21) Um móbile grosseiro pende de um teto com duas peças metálicas presas por uma corda de massa desprezível. tem um velocidade média programada de 216 km/h.5kg e m2 = 4. caindo ao solo 10m adiante. A uma altura de 9. Uma força horizontal é . devido à rotação da Terra? (b) Qual deveria ser o período de rotação da Terra. fazendo um círculo horizontal a 2m acima do solo. a pedra é lançada horizontalmente. A velocidade da água. São dadas as massas das peças: m1 = 3.inicial de 42m/s e uma ângulo de 600 . (a) Qual a altura máxima alcançada pela bola? (b) Qual será a distância horizontal alcançada pela bola? (c) Qual a velocidade da bola (módulo e direção). presa a um cordão de 1.00 km de raio. O ângulo de Inclinação é .2. qual a sua aceleração inicial? 30) Um bloco de 3. .6m/s. A balança marca 65N quando o elevador ainda está parado. quando o elevador estiver subindo com uma velocidade constante de 7.3kg. Se m1 = 2.2kg e F = 3. preso por uma corda que passa por uma polia.80.25. como mostrado na figura abaixo. de massa e atrito desprezíveis.5. (a) Com que força ela comprime a rocha? (b) Que fração de seu peso é equilibrada pela força de atrito em seus sapatos? 29) Uma caixa de 68 kg é puxada pelo chão por uma corda que faz um ângulo de 15º acima da horizontal. determine a força de contato entre os dois blocos.5 kg é empurrado sobre um piso horizontal por uma força F=15N. pendurado verticalmente.4m/s2? 24) Uma esfera de massa 3x10-4 kg está suspensa por uma corda. e tem na outra extremidade um outro bloco de massa m2 = 2. a) Qual a indicação na balança. 23) Um objeto está pendurado numa balança de mola presa a um teto de um elevador. com velocidade inicial v0.70kg está sobre um plano com 300 de inclinação. mostre que a aceleração a da massa M e a tensão T da corda (desprezando as massas da corda e da polia) são dadas por 28) Uma alpinista de 49 kg está escalando uma “chaminé” entre duas lajes de rocha.2N. Quais são: a) Os módulos das acelerações de cada bloco? b) O sentido da aceleração de m2? c) Qual a tensão na corda? 27) No sistema da figura (máquina de Atwood). O coeficiente de atrito estático entre seus sapatos e a rocha é 1.aplicada a um dos blocos como mostrado na figura abaixo.6m/s? Qual a indicação na balança quando o elevador. sem atrito. Uma brisa horizontal constante empurra a esfera de maneira que ela faça um ângulo de 37º com a vertical de repouso da mesma.5 m/s.30kg. for desacelerado à razão de 2. como mostra a figura. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o chão é 0. (a) Se o coeficiente de atrito estático é 0. Determine (a) a intensidade da força aplicada e (b) a tensão na corda. m2 = 1. que faz uma ângulo =40º com a horizontal. qual a tensão mínima necessária para iniciar o movimento da caixa? (b) Se µc= 0. 26) Um bloco é lançado para cima sobre um plano inclinado sem atrito. (a) Que distância ao longo do plano ele alcança? (b) Quanto tempo leva para chegar até lá? (c) Qual sua velocidade. entre suas costas e a rocha é 0. subindo com uma velocidade de 7. quando retorna e chega embaixo? Calcule numericamente as respostas para =32º e v0 = 3. 25) Um bloco de massa m1 = 3. Ela reduziu sua compressão sobre a rocha até o limiar de deslizamento de seus pés e suas costas. Calcule (a) a força de atrito exercida sobre o bloco e (b) a aceleração do bloco.35. De que altura é preciso levantar o trilho externo para minimizar a pressão que o trem exerce sobre ele ao passar pela curva? Respostas: 1) 2) 3) 4) 5) 6) (a) 40 km/h. (b) 0. Nestas condições.76s.3 m/s2 17) (a)7.09N 23) (a) 65N. (c) 29.56s.39 m. (d) 3. o tempo de queda de um pedregulho que é lançado verticalmente para cima. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a rampa é 0.2 km/h 18) (a) 0. (b)84 min 19) (a) -5km/h. A distância entre os trilhos é de 1 m.54s (a) 0. é maior ou menor que o de queda até a altura do lançamento? Explique.84N 26)(a) -1. (b) 1km/h 20) 80 m/s 21) (a) 34. (b) 40 km/h 100m 0.674 s.034 m/s2.4N 22) 1.06 m.8 m. (b) 3. (b) 3. (b) (21 i – 17.69 m/s 33) 6. onde a densidade do ar é 1. com velocidade de 5 m/s.21x10-3 N. (b) 22.18 m.1 radianos/s 36)7.3 m/s2 30)(a) 11 N.9 m/s 9) (a)38.7 m/s 11) (b) 76º 12) (a) 51.84g. (b) 201.03 s.5 m Ocorrerá colisão (1000 m para trens pararem) 7) 657 km/h 8) 3.48m 13) (a) 202 m/s. (a) Qual é a distância máxima atingida pelo bloco ao longo da rampa? (b) Quanto tempo leva o bloco para subir a rampa? (c) Quanto tempo leva para descer a rampa? (d) Com que velocidade final chega ao pé da rampa? 32) Leve em conta a resistência do ar.5 m. (c) – 63º 16) 163.14 m/s2 31)(a) 1.5 m/s 14) 4.75.1 cm . 3. 5.3 x 103 m. (c) –v0 28)(a) 240 N. viajando na velocidade de cruzeiro 250 m/s. (b) 78.6 m.3 N 35)3. sobre uma rampa de 45° de inclinação.81 m.2 kg/m3.735 m/s2. (b) 49N 24)(a) 2. (c) 0. 33) Calcule a força da viscosidade sobre um míssil de 53 cm de diâmetro.68x10-3 N 25)(a) 0. Suponha C=0. suspensa acima do chão? 36) Um trem atravessa uma curva de raio de curvatura igual a 100 m a 30 km/h. (b) 806. tem um peso aparente de 550 N no ponto mais alto. (b) 60% 29)(a) 304 N. (c) 161. (b) 9 m/s. (b) 79.53 j) m/s. se a velocidade da roda-gigante dobrar? 35) O coeficiente de atrito estático entre as roupas de uma pessoa e a parede cilíndrica de uma centrífuga de parque de diversões de 2 m de raio é 0.6s (a) 5s.3 m e 170. Qual é a velocidade angular mínima (sendo que = v/R ) da centrífuga para que a pessoa permaneça colada à parede. 34) Um estudante de 68 kg. supondo-a proporcional à magnitude da velocidade.8 N. numa rodagigante com velocidade constante. (b) 0.2x103 N 34)(a) 782. (a) Qual o seu peso aparente no ponto mais baixo? (b) E no ponto mais alto. a partir de uma certa altura. (c) 67. (b) 0.5 m/s 10) (a) 3.3 N.8 cm 15) (a) 11m. (b) 1. (b) 61. (c) 20.31) Um bloco é lançado para cima. a baixa altitude. (c) – 14. (b) 757.