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Exercícios sobre velocidade relativa

Exercícios de Física

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a velocidade relativa existente entre dois objetos que se movimentam em sentidos iguais ou contrários. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(IFBA) Dois veículos A e B trafegam em uma rodovia plana e horizontal, obedecendo às seguintes equações horárias cujas unidades estão expressas no Sistema internacional de medidas (S.I.):

XA = 200,0 + 10,0t e XB = 1000,0 – 30,0t

Ao analisar esses movimentos, pode-se afirmar que a velocidade relativa de afastamento dos veículos, em km/h, vale:

a) 20,0

b) 40,0

c) 80,0

d) 100,0

e) 144,0

questão 2

(PUC-RS) Analise a situação a seguir:

Duas esferas – A e B – de massas respectivamente iguais a 3 kg e 2 kg estão em movimento unidimensional sobre um plano horizontal perfeitamente liso, como mostra a figura 1.

Inicialmente as esferas se movimentam em sentidos opostos, colidindo no instante t1. A figura 2 representa a evolução das velocidades em função do tempo para essas esferas imediatamente antes e após a colisão mecânica.

Sobre o sistema formado pelas esferas A e B, é correto afirmar:

a) Há conservação da energia cinética do sistema durante a colisão.

b) Há dissipação de energia mecânica do sistema durante a colisão.

c) A quantidade de movimento total do sistema formado varia durante a colisão.

d) A velocidade relativa de afastamento dos corpos após a colisão é diferente de zero.

e) A velocidade relativa entre as esferas antes da colisão é inferior à velocidade relativa entre elas após colidirem.

questão 3

Marque a alternativa correta a respeito do conceito de velocidade relativa.

a) A velocidade relativa é o conjunto de valores que representa o movimento relativo entre dois móveis.

b) Se dois objetos aproximam-se, movimentando-se em sentido oposto e com velocidades iguais a 20 m/s e 30 m/s, a velocidade relativa de aproximação entre eles é de 10 m/s.

c) A velocidade relativa entre dois móveis sempre é a soma das velocidades individuais.

d) Se dois objetos afastam-se, movimentando-se em sentido oposto e com velocidades iguais a 20 m/s e 30 m/s, a velocidade relativa de afastamento entre eles é de 50 m/s.

e) A velocidade relativa entre dois móveis sempre é a diferença das velocidades individuais.

questão 4

Leia as afirmações a seguir sobre o conceito de velocidade relativa.

I – A velocidade relativa é o valor único de velocidade que representa o movimento relativo entre objetos quaisquer.

II – A velocidade relativa na colisão frontal entre dois veículos que se movimentavam em sentidos opostos é a soma das velocidades de cada um dos automóveis antes da colisão.

III – Não há um caso em que a velocidade relativa seja a soma das velocidades dos móveis.

Está correto o que se afirma

a) em I, II e III.

b) em I e II

c) apenas em II

d) apenas em I

e) apenas em III.

questão 5

(Unitau) Uma motocicleta com velocidade constante de 20 m/s ultrapassa um trem de comprimento 100 m e velocidade 15 m/s. A duração da ultrapassagem é:

a) 5 s

b) 15 s

c) 20 s

d) 25 s

e) 30 s

questão 6

Dois móveis movimentam-se de acordo com as seguintes funções horárias:

SA = 15 + 25.t

SB = 20 + 30.t

Marque a alternativa correta a respeito do movimento desses objetos:

a) A velocidade relativa de aproximação dos móveis é de 5 m/s.

b) Não há movimento relativo de aproximação ou afastamento dos móveis.

c) O móvel A afasta-se de B com uma velocidade de 5 m/s

d) O móvel B afasta-se de A com uma velocidade de 5 m/s.

e) O movimento do móvel A é classificado como retrógrado.

questão 7

Um ônibus e uma moto movimentam-se, no mesmo sentido, com velocidades de 20 m/s e 30 m/s, respectivamente. Sentado a uma das janelas do ônibus, um passageiro marca um tempo de 3 s para que a moto ultrapasse o ônibus. Determine o tamanho do ônibus.

a) 30 m

b) 25 m

c) 15 m

d) 10 m

e) 12 m

respostas
Questão 1

Letra E

Pela equação, pode-se perceber que as posições iniciais dos veículos A e B são, respectivamente, 200 km e 1000 km. Ainda por meio da observação das funções horárias da posição, podemos verificar que a velocidade do veículo B é maior que a do veículo A. A velocidade relativa de afastamento é a soma das velocidades dos móveis, uma vez que o sinal das velocidades nas equações é diferente, indicando que o movimento ocorre em sentido oposto.

VA = 10 m/s = 36 km/h

VB = 30 m/s = 108 km/h

VREL = 108 + 36 = 144 km/h

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Questão 2

Letra B

a) Errado. Haveria conservação de energia cinética se a velocidade das esferas permanecesse igual após a colisão.

b) Correto. A prova disso é que não houve conservação da velocidade das esferas, indicando perda de energia cinética.

c) Errado. A quantidade de movimento para sistemas desse tipo sempre é conservada.

d) Errado. O gráfico indica que, após a colisão, a velocidade das esferas possui mesmo valor.

e) Errado. A velocidade relativa após a colisão é nula, pois as esferas movimentam-se no mesmo sentido e com velocidades iguais.

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Questão 3

Letra D

No caso do afastamento de dois móveis que se deslocam em sentido oposto, a velocidade relativa é a soma das velocidades individuais (20 + 30 = 50 m/s).

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Questão 4

Letra B

I – Verdadeira.

II – Verdadeira.

III – Falsa. Nos casos em que os sentidos dos móveis são opostos, a velocidade relativa sempre é a soma das velocidades individuais.

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Questão 5

Letra C

O movimento dos móveis ocorre no mesmo sentido, logo, pode-se determinar a velocidade relativa da moto em relação ao trem como sendo a subtração entre os módulos das velocidades dos dois veículos:

VREL = 20 – 15 = 5 m/s

Podemos concluir que a moto movimenta-se a 5 m/s em relação ao trem. Por meio da definição de velocidade média, e sabendo que o trem possui 100 m de comprimento, temos:

V = Δs ÷ Δt

5 = 100 ÷ Δt

5. Δt = 100

Δt = 100 ÷ 5

Δt = 20 s.

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Questão 6

Letra D

A função horária utilizada foi: S = S0 + v.t, portanto, os valores 25 e 30 correspondem, respectivamente, às velocidades dos objetos A e B em m/s. As velocidades possuem o mesmo sinal, logo o movimento dos móveis ocorre no mesmo sentido, e a velocidade relativa entre os móveis será dada pela subtração das velocidades de cada um:

VREL = 30 – 25 = 5 m/s

O corpo B afasta-se de A com uma velocidade de 5 m/s.

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Questão 7

Letra A

Como o movimento dos móveis ocorre no mesmo sentido e a velocidade da moto é maior, podemos concluir que a velocidade relativa de aproximação será dada pela subtração das velocidades dos móveis.

VREL = 30 – 20 = 10 m/s

Pode-se concluir que a moto tem uma velocidade de 10 m/s em relação ao ônibus. Por meio da definição de velocidade média, podemos determinar o tamanho do ônibus:

V = Δs ÷ Δt

10 = Δs ÷ 3

Δs = 3 . 10 = 30 m

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