Lista de Exercícios de Física I Estes exercícios tem a finalidade de auxiliar os alunos nos estudos para a matéria: Física I. Resolva os exercícios a mão. Não digite, não faça copy/paste, não procure respostas prontas, não copie as resposta do colega. Use estes exercícios para aprimorar seus conhecimentos e aprender. Copiar não leva ao aprendizado. Traga suas dúvidas para a aula para serem esclarecidas. Tenha um ótimo aprendizado porque o maior beneficiado é você mesmo 1
Velocidade 1. Um macaco que pula de galho em galho em um zoológico, demora 6 segundos para atravessar sua jaula, que mede 12 metros. Qual a velocidade média dele? 2. Um carro viaja de uma cidade A a uma cidade B, distantes 200km. Seu percurso demora 4 horas, pois decorrida uma hora de viagem, o pneu dianteiro esquerdo furou e precisou ser trocado, levando 1 hora e 20 minutos do tempo total gasto. Qual foi a velocidade média que o carro desenvolveu durante a viagem? 3. No exercício anterior, qual foi a velocidade nos intervalos antes e depois de o pneu furar? Sabendo que o incidente ocorreu quando faltavam 115 km para chegar à cidade B. 4. Uma bola de basebol é lançada com velocidade igual a 108m/s, e leva 0,6 segundo para chegar ao rebatedor. Supondo que a bola se desloque com velocidade constante. Qual a distância entre o arremessador e o rebatedor? 5. Durante uma corrida de 100 metros rasos, um competidor se desloca com velocidade média de 5m/s. Quanto tempo ele demora para completar o percurso? 6. Um ônibus percorreu 20 km a 60 km/h e 60 km a 90 km/h. Determine a velocidade escalar média do ônibus nos 80 km percorridos. Considere que, em cada trecho, o ônibus sempre manteve velocidade constante. 7. Um atleta correndo ultrapassa um trem com 100 metros de comprimento, que se move vagarosamente no mesmo sentido. A velocidade do corredor é o dobro da velocidade do trem. Em relação ao solo, qual é o espaço percorrido pelo atleta, desde o instante em que alcança a traseira da composição até o instante em que a ultrapassa? 2
Movimento Uniforme 1. Um carro desloca-se em uma trajetória retilínea descrita pela função S=20+5t (no SI). Determine: (a) a posição inicial; (b) a velocidade; (c) a posição no instante 4s; (d) o espaço percorrido após 8s; (e) o instante em que o carro passa pela posição 80m; (f) o instante em que o carro passa pela posição 20m. 2. Em um trecho de declive de 10km, a velocidade máxima permitida é de 70km/h. Suponha que um carro inicie este trecho com velocidade igual a máxima permitida, ao mesmo tempo em que uma bicicleta o faz com velocidade igual a 30km/h. Qual a distância entre o carro e a bicicleta quando o carro completar o trajeto? 3. O gráfico a seguir mostra as posições em função do tempo de dois ônibus. Um parte de uma cidade A em direção a uma cidade B, e o outro da cidade B para a cidade A. As distâncias são medidas a partir da cidade A. A que distância os ônibus vão se encontrar? 3
4. Um carro, se desloca a uma velocidade de 20m/s em um primeiro momento, logo após passa a se deslocar com velocidade igual a 40m/s, assim como mostra o gráfico abaixo. Qual foi a distância percorrida pelo carro? 5. Dois trens partem simultaneamente de um mesmo local e percorrem a mesma trajetória retilínea com velocidades, respectivamente, iguais a 300km/h e 250km/h. Há comunicação entre os dois trens se a distância entre eles não ultrapassar 10km. Depois de quanto tempo após a saída os trens perderão a comunicação via rádio? 6. O movimento de um carro, que se move com velocidade constante, é descrito pela seguinte tabela t (h) 1 2 4 7 9 11 12 S (km) 100 200 450 600 400 200 100 a partir dos dados da tabela determine: a) A velocidade média do carro entre os instantes 1 h e 2 h; b) A velocidade média do carro entre os instantes 4 h e 7 h; c) A velocidade média do carro entre os instantes 9 h e 12 h; d) Classifique os tipos de movimento dos itens (b) e (c); e) A velocidade média do carro entre os instantes 1 e 12 h. 4
7. O movimento de um corpo é descrito pela função horária S = 10 + 4 t onde a posição está medida em quilômetros e o tempo em horas. Determinar: a) O espaço inicial; b) A velocidade; c) O instante em o corpo passa pela origem; d) A posição do corpo no instante 4 h; e) Caracterize o movimento deste corpo. 8. Uma partícula está em movimento retrógrado, sua velocidade, em módulo, vale 6 m/s e no instante inicial sua posição é de 15 m. Determinar: a) A função horária que rege o movimento desta partícula; b) O instante em que ela passa pela origem. 9. Um operário sai de sua casa e caminha por 600 metros em 5 minutos até o ponto de ônibus, assim que chega ao ponto toma o ônibus e viaja por 40 minutos a uma velocidade constante de 18 quilômetros por hora até a fábrica onde trabalha. Se ele fizesse todo o trajeto de bicicleta a uma velocidade constante de 6 metros por segundo quanto tempo levaria de casa até a fábrica? Dê a resposta em minutos. 5
Movimento Uniformemente Variado 1. Durante uma corrida de carros, um dos competidores consegue atingir 100km/h desde a largada em 5s. Qual a aceleração média por ele descrita? 2. Um móvel, partindo do repouso com uma aceleração constante igual 1m/s² se desloca durante 5 minutos. Ao final deste tempo, qual é a velocidade por ele adquirida? 3. Um automóvel encontra-se parado diante de um semáforo. Logo quando o sinal abre, ele arranca com aceleração 5m/s², enquanto isso, um caminhão passa por ele com velocidade constante igual a 10m/s. (a) Depois de quanto tempo o carro alcança o caminhão? (b) Qual a distância percorrida até o encontro. 4. Uma motocicleta se desloca com velocidade constante igual a 30m/s. Quando o motociclista vê uma pessoa atravessar a rua freia a moto até parar. Sabendo que a aceleração máxima para frear a moto tem valor absoluto igual a 8m/s², e que a pessoa se encontra 50m distante da motocicleta. O motociclista conseguirá frear totalmente a motocicleta antes de alcançar a pessoa? 5. Um corredor chega a linha de chegada em uma corrida com velocidade igual a 18m/s. Após a chegada ele anda mais 6 metros até parar completamente. Qual o valor de sua aceleração? 6. De um telhado caem gotas de chuva, separadas por intervalos de tempo iguais entre si. No momento em que a 5ª gota se desprende, a primeira toca o solo. Qual a distância que separa as duas últimas gotas (4ª e 5ª) nesse instante, se a altura do telhado é de 20 m? Adote g = 10 m/s² e despreze a resistência do ar. 7. Em um local onde o efeito do ar é desprezível e g = 10 m/s², uma bola de tênis é golpeada por uma raquete adquirindo uma velocidade de módulo 10 m/s quando estava a uma altura de 1,0 m acima do chão. A altura máxima atingida 6
pela bola, medida a partir do chão, foi de 4,75 m. Determine o módulo da velocidade da bola no ponto mais alto de sua trajetória. 8. Um ventilador gira à razão de 900 rpm. Ao ser desligado, seu movimento passa a ser uniformemente retardado, até parar após 75 voltas. Qual o tempo transcorrido desde o momento do desligamento até a 9. As velocidades de um ponto material estão descritas pela tabela abaixo, ele se move num referencial orientado preestabelecido t (s) 0 1 2 3 4 5 6 v (m) 9 6 3 0 3 6 9 a partir dos dados da tabela determine: a) A velocidade inicial do movimento; b) O instante em o movimento muda de sentido; c) A aceleração média do ponto material entre os instantes 1 s e 2 s; d) A aceleração média do ponto material entre os instantes 5 s e 6 s; e) Classifique os tipos de movimento dos itens (c) e (d); f) A aceleração média do ponto material entre os instantes 0 e 6 s. 7
Movimento Vertical 1. Uma pedra é abandonada de um penhasco de 100m de altura. Com que velocidade ela chega ao solo? Quanto tempo demora para chegar? 2. Em uma brincadeira chamada "Stop" o jogador deve lançar a bola verticalmente para cima e gritar o nome de alguma pessoa que esteja na brincadeira. Quando a bola retornar ao chão, o jogador chamado deve segurar a bola e gritar: "Stop", e todos os outros devem parar, assim a pessoa chamada deve "caçar" os outros jogadores. Quando uma das crianças lança a bola para cima, esta chega a uma altura de 15 metros. E retorna ao chão em 6 segundos. Qual a velocidade inicial do lançamento? Para realizar este cálculo deve-se dividir o movimento em subida e descida, mas sabemos que o tempo gasto para a bola retornar é o dobro do tempo que ele gasta para subir ou descer. 3. Durante a gravação de um filme, um dublê deve cair de um penhasco de 30m de altura e cair sobre um colchão. Quando ele chega ao colchão, este sofre uma deformação de 1m. Qual é a desaceleração que o dublê sofre até parar quando chega colchão? 4. Um fazendeiro precisa saber a profundidade de um poço em suas terras. Então, ele abandona uma pedra na boca do poço e cronometra o tempo que leva para ouvir o som da pedra no fundo. Ele observa que o tempo cronometrado é 5 segundos. Qual a altura do poço? 8