Exercícios sobre cinemática
Resolva esta lista de exercícios sobre cinemática, ramo da Física destinado ao estudo do movimento, mas sem relacioná-lo com suas causas naturais.
Publicado por: Thiago Tavares da CostaQuestões
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Questão 1
Um ciclista, para cumprir uma prova física, precisa registrar uma corrida de 600 metros em um tempo máximo de 1 minuto. Para isso, sua velocidade média, em m/s, precisa ser
Alternativa D.
Para determinar a velocidade média em m/s, é necessário transformar o tempo da prova para a unidade correta:
1 minuto = 60 segundos, em uma distância percorrida de 600 metros.
Aplicando a fórmula da velocidade média:
\(v=\frac{\Delta S}{\Delta t} = \frac{600}{60} = 10\ m/s\)
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Questão 2
Um estudante, analisando um movimento vertical que se inicia no solo e sobe até atingir uma altura máxima antes de cair, precisa classificar os dois estágios do movimento. Dessa forma, ele escreverá que
Alternativa C.
Considerando que são dois movimentos em sentidos opostos, é necessário que as duas fases sejam em classificações opostas quanto ao sentido de sua velocidade. Como na subida se entende que a aceleração age no sentindo contrário, o movimento é retardado. Na descida, com a gravidade a favor, o movimento é acelerado.
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Questão 3
Uma criança, usando uma caneta marcador permanente, faz um ponto em destaque na extremidade do pneu de uma bicicleta. Ela decide então subir e começar a pedalar, em velocidade constante para frente. Para a criança, a trajetória descrita pelo ponto, no pneu, será
Alternativa A.
Como o ponto se encontra fixo no pneu e a criança não altera sua posição, é possível assumir que o ponto irá descrever uma circunferência no ponto de vista da criança.
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Questão 4
Um trem extenso, com 300 metros de comprimento, atravessa um túnel que tem seu mesmo tamanho. Se o trem mantém uma velocidade constante de 20 m/s, podemos afirmar que levará um tempo necessário para atravessar completamente o túnel de:
Alternativa B.
Sabendo que o túnel tem 300 metros de comprimento, logo, a distância total percorrida será 600 metros (300 metros do trem e 300 metros do túnel).
Dessa forma:
\(v = \frac{\Delta S}{\Delta t} \quad \underrightarrow{logo} \quad 20 = \frac{600}{\Delta t} \quad \underrightarrow{então} \quad \Delta t = \frac{600}{20} = 30\ s \)
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Questão 5
Um professor, para descrever determinado movimento, utiliza a seguinte função horária:
s = 20 - 5t + 2t2
Questionando sobre as características dessa função, um estudante em sala conclui que
Alternativa C.
De acordo com a função horária, o movimento tem velocidade inicial negativa (-5 m/s) e aceleração positiva (4 m/s2), logo, seu movimento é classificado como retardado.
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Questão 6
Um avião vai decolar em uma pista retilínea. Ele inicia seu movimento na cabeceira da pista com velocidade nula e corre por ela com aceleração média de 2,0 m/s2 até o instante em que levanta voo, com uma velocidade de 80 m/s, antes de terminar a pista. Para isso, ele precisa ficar na pista em um tempo de
Alternativa A.
Partindo da fórmula da aceleração média:
\(a_m =\frac{\Delta v}{\Delta t}\ \underrightarrow{logo}\ \Delta t = \frac{80}{2} = 40\ s\)
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Questão 7
Numa viagem de carro de Rio de Janeiro a Angra dos Reis, percurso de aproximadamente 150 km, um motorista é informado pelo aplicativo de geolocalização que o tempo médio de viagem é estimado em 2 horas.
Considerando que ele chegue a Santos no tempo previsto, a velocidade média desenvolvida deverá ser, aproximadamente de
Alternativa C.
Para determinar a velocidade média, fazemos:
\(v= \frac{\Delta S}{\Delta t} = \frac{150}{2} = 75\ km/h\)
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Questão 8
Um transporte articulado com comprimento se desloca com velocidade escalar constante de 16 m/s. Esse transporte atravessa um túnel e leva desde a entrada até a saída completa de dentro dele. O comprimento do túnel é de:
Alternativa B.
Partindo das informações, a distância total percorrida será:
\(v = \frac{\Delta S}{\Delta t} \quad \underrightarrow{logo} \quad \Delta S = v \cdot t = 16 \cdot 50 = 800 \, \text{m}\)
Como o transporte articulado tem 150 metros, a distância do túnel deve ser:
Distância total = tamanho do transporte + tamanho do túnel
800 = 150 + tamanho do túnel
Logo, o tamanho do túnel = 650 m.
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Questão 9
(UFJF) Um carro realizando um movimento retilíneo uniformemente variado, tem o reservatório de óleo furado. Considerando que o intervalo de tempo em que as gotas caem do reservatório é sempre constante, qual das opções abaixo melhor representaria um trecho da configuração deixada pelas gotas (representadas pelo símbolo quando estas caem sobre o piso? Despreze a resistência do ar sobre as gotas.
Alternativa E.
Como o carro descreve um movimento uniformemente acelerado, as gotas no chão se separam a distância cada vez maiores, pois as gotas caem em intervalos constantes.
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Questão 10
(Uerj) Um carro se desloca ao longo de uma reta. Sua velocidade varia de acordo com o tempo, conforme indicado no gráfico.
A função que indica o deslocamento do carro em relação ao tempo é:
Alternativa B.
Sabendo que o gráfico representa uma função horária da velocidade, do movimento uniformemente variado (MUV), temos as seguintes informações:
V0 = 5 m/s.
\(a_m = \frac{15}{12} = 1,25\ m/s^2\)
Logo, podemos escrever a função horária da posição, do movimento uniformemente variado (MUV), como:
\(s = s_0 + v t + \frac{a t^2}{2} \quad \underrightarrow{logo} \quad 5t + 0,65 t^2 \)
Assumindo que S0 seja na origem.
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Questão 11
(EEAR) O avião identificado na figura voa horizontalmente da esquerda para a direita. Um indivíduo no solo observa um ponto vermelho na ponta da hélice. Qual figura melhor representa a trajetória de tal ponto em relação ao observador externo?
Alternativa B.
Para um observador no solo, o avião tem um movimento horizontal da esquerda para a direita. Além do movimento circular da hélice, a trajetória do ponto vermelho também deve levar em consideração o deslocamento do próprio avião.
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Questão 12
(PUC) Um corredor olímpico de 100 metros rasos acelera desde a largada, com aceleração constante, até atingir a linha de chegada, por onde ele passará com velocidade instantânea de 12 m/s no instante final. Qual a sua aceleração constante?
Alternativa D.
Sem ter a informação do tempo gasto no movimento, é necessário usar a equação de Torricelli:
\(v^2 = v_0^2 + 2a\Delta S\)
Usando as substituições pertinentes:
\(v^2 = v_0^2 + 2a\Delta S\ \ \underrightarrow{logo} \ \ 12^2 = 0 + 2a 100 \ \ \underrightarrow{logo} \ \ 144 = 200a\)
\(a= \frac{144}{200} = 0,72\ m/s^2\)