FÍSICA - 1 o ANO MÓDULO 17 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE
Como pode cair no enem? celeração de 5 g (ou 50 m/s²), ocorrendo o enrijecimento dos músculos devido a força que o sangue exerce na volta do cérebro. Os atuais pilotos, principalmente os de caças supersônicos, são capazes de aguentar uma aceleração de 9 g (90 m/s²) por um período de tempo maior da de uma pessoa normal. (Origem: Wikipedia, a enciclopédia livre) Imagine a mocinha do filme caindo de 80m de altura, num local onde g é igual a 10 m/s 2, no instante t = 3s após o início da queda, o Super-homem aparece, aplica uma força vertical para cima freando-a, fazendo com que no segundo final de queda e no deslocamento restante ambos toquem o solo com velocidade final igual a zero, para o cinema, a cena perfeita, mas na prática, considerando a existência do super-herói: a) o salvamento da mocinha ocorreria do mesmo modo; b) para o bem estar e segurança da mocinha ele até poderia parar antes; c) muito provavelmente a mocinha não aguentaria a desaceleração a ela imposta; d) a desaceleração em nada interfere, ruim seria se fosse aceleração; e) não há relação entre a ação do super-herói e a aceleração aplicada à mocinha.
Fixação 1) Um astronauta americano realizou, na superfície da Lua, a experiência de queda livre de corpos diferentes no vácuo, anteriormente proposta por Galileu. Deixou cair ali, uma pena e um martelo, simultaneamente, a partir da mesma posição, em solo plano e horizontal. a) O que observou ao final da queda? b) Supondo que ambos os objetos tenham sido soltos de uma altura de 1,6m em relação à superfície, depois de quanto tempo, o martelo alcançaria o solo? Dado: aceleração da gravidade na Lua = ~ 1,6m/s 2.
Fixação 2) (CESGRANRIO) Quando um objeto é largado do ponto (M), (altura h), sua velocidade em (P) é v. Se largarmos o objeto de uma altura h/4, sua velocidade em (P) será: a) v/4 c) v e) 4v b) v/2 d) 2v
Fixação F 3) Uma pedra é lançada verticalmente para baixo, com velocidade inicial de 8,0m/s. Após 2,0s: 4 a) Qual a velocidade da pedra? q l b) Quantos metros a pedra terá percorrido?
Fixação 4) De um balão que desce verticalmente com velocidade constante, é abandonado um corpo, quando o balão se encontra a 100m do solo. O corpo leva 4,0s para atingir o solo. Qual a velocidade do balão no momento que o corpo foi abandonado? Considere g = 10m/s 2.
Fixação 5) Um elevador sobe e no instante em que se encontra a 30m do solo, sua velocidade escalar é de 10m/s. Nesse instante, rompe-se o cabo de sustentação e o elevador fica livre de qualquer resistência. Adotando g = 10m/s 2, qual o tempo que o elevador gasta para atingir o solo?
Fixação 6) (UFRJ) Uma pedra é lançada do solo verticalmente para cima e, 4,0s após, retorna ao ponto de lançamento. Considere a resistência do ar desprezível e g = 10m/s 2. Calcule a altura máxima atingida pela pedra.
1) Duas bilhas de chumbo são lançadas verticalmente e simultaneamente da mesma altura, uma para cima e outra para baixo, com as mesmas velocidades. Considerando desprezível a resistência do ar: a) a bilha lançada para baixo chega ao solo primeiro e com velocidade maior que a bilha lançada para cima; b) a bilha lançada para baixo chega ao solo primeiro e com velocidade menor que a bilha lançada para cima; c) a bilha lançada para baixo chega ao solo primeiro e com velocidade igual a da bilha lançada para cima; d) as bilhas chegam ao mesmo tempo ao solo e com velocidades iguais; e) as bilhas chegam ao mesmo tempo ao solo, mas com velocidades diferentes.
2) (UERJ) Em uma experiência, verificou-se que a velocidade inicial necessária para um corpo de massa M atingir a altura H, quando lançado verticalmente para cima, é igual a v 0. Determine com que velocidade inicial o mesmo corpo deverá ser lançado para que atinja a mesma altura H com velocidade v 0 3.
P 3) (CESGRANRIO) Você deixa cair, a partir do repouso, uma bilha de aço de uma altura h 1 e 4 mede um tempo t 1 até que ela atinge o solo. De que altura h 2, você deve deixar cair esta bilha, v também a partir do repouso, para que o tempo de queda seja igual a 2t 1? d a) h 2 = 2h 1 d) h 2 = 4h 1 a b) h 2 = h 1 /2 e) h 2 = h 1 /4 b c) h 2 = h 1 c d
4) (UERJ) Um chaveiro, largado de uma varanda de altura h, atinge a calçada com velocidade v. Para que a velocidade de impacto dobrasse de valor, seria necessário largar esse chaveiro de uma altura maior, igual a: a) 2h b) 3h c) 4h d) 6h
P 5) (UFF) Duas pedras, 1 e 2, são abandonadas, sem velocidade inicial, de diferentes alturas 6 em relação ao solo: h 1 e h 2, respectivamente. Se o tempo de queda da pedra 1 é a terça partea do tempo da pedra 2, podemos afirmar que a razão h 2 /h 1 é: g a) 1/6 d) 9 b) 1/9 e) 3 a c) 6 b
6) Um observador vê um corpo cair, passando por sua janela com velocidade escalar. 75m abaixo, um outro observador vê o mesmo objeto passar por ele, ainda em queda livre. Adote g = 10m/s 2. Determine: a) A velocidade do corpo ao passar pelo segundo observador; b) Tempo que o corpo leva para ir de um observador ao outro.
7) Um corpo cai em queda livre, percorrendo a primeira metade de sua altura de queda em 1s. A altura de queda total será percorrida em quantos segundos?
8) (UERJ) Um trem em alta velocidade desloca-se ao longo de um trecho retilíneo a uma velocidade constante de 108 km/h. Um passageiro em repouso arremessa horizontalmente ao piso do vagão, de uma altura de 1 m, na mesma direção e sentido do deslocamento do trem, uma bola de borracha que atinge esse piso a uma distância de 5 m do ponto de arremesso. O intervalo de tempo, em segundos, que a bola leva para atingir o piso é cerca de: a) 0,05 c) 0,45 b) 0,20 d) 1,00
9) Uma bolinha de aço é abandonada de uma altura de 8,0m em relação ao solo. No mesmo instante, uma segunda bolinha é lançada verticalmente do solo para cima. As duas bolinhas chegam ao solo simultaneamente. Qual a altura máxima atingida pela segunda bolinha?
10) Uma bola é solta de uma altura de 45,0m e cai verticalmente. Um segundo depois, outra bola é arremessada verticalmente para baixo. Sabendo que a aceleração da gravidade no local é 10,0m/s 2 e desprezando a resistência do ar, a velocidade com que a última bola deve ser arremessada, para que as duas atinjam o solo no mesmo instante, é: a) 12,5m/s b) 7,50m/s c) 75,0m/s d) 1,25m/s e) 0,75m/s
Com base no texto abaixo, responda às questões de números 11 e 12. Observo uma pedra que cai de uma certa altura a partir do repouso e que adquire, pouco a pouco, novos acréscimos de velocidade (...) Concebemos no espírito que um movimento é uniforme e, do mesmo modo, continuamente acelerado, quando, em tempos iguais quaisquer, adquire aumentos iguais de velocidade (...) O grau de velocidade adquirindo na Segunda parte de tempo será o dobro do grau de velocidade adquirido na primeira parte. (GALILEI, Galileu. Duas Novas Ciências. São Paulo: Nova Stollia Editorial e Chad Editorial ª d.) 11) (UERJ) A grandeza física que é constante e a que varia linearmente com o tempo são, respectivamente: a) aceleração e velocidade b) velocidade e aceleração c) força e aceleração d) aceleração e força
12) (UERJ) Suponha que, durante o últimos segundo de queda, a pedra tenha percorrido uma distância de 45m. Considerando g = 10 m/s 2 e que a pedra partiu do repouso, pode-se concluir que ela caiu de uma altura, em metros, igual a: a) 105 c) 125 b) 115 d) 135
13) Da janela de seu apartamento, no oitavo andar, um aluno abandona dois pequenos corpos com diferença de 1,0s. Desprezando a resistência do ar e fazendo g = 10m/s 2, a distância entre esses corpos será de 15m após o último corpo abandonado ter percorrido a distância de: a) 2m d) 5m b) 3m e) 6m c) 4m
14) (UFRRJ) Um corpo é abandonado de uma altura H (em relação ao solo) em queda livre e, ao passar por um ponto A da trajetória retilínea, possui uma velocidade escalar de 10m/s. Um observador fixo na Terra poderá afirmar, quanto ao módulo do vetor velocidade, em ponto B situado a 2,2m de A, que o módulo do vetor: a) depende da massa do corpo; b) é de 12m/s; c) é proporcional ao quadrado do tempo; d) é um vetor cujo módulo é constante; e) vale 15m/s.
15) Duas bolas encontram-se a uma mesma altura H em relação ao chão. No mesmo instante em que a bola 1 é solta com velocidade inicial nula, a bola 2 é lançada horizontalmente. Desconsiderando a resistência do ar, podemos afirmar que: a) as duas bolas só chegam juntas ao chão, caso a massa da bola 2 seja maior que a massa da bola 1; b) a bola 1 chega primeiro ao chão já que sua trajetória linear é mais curta que a trajetória parabólica da bola 2; c) as duas bolas chegam juntas ao chão, já que, nas duas situações, além da altura H ser a mesma, são iguais as componentes verticais das velocidades iniciais, bem como as acelerações; d) a bola 2 chega primeiro ao chão, já que, como possui uma velocidade inicial diferente de zero, gasta menos tempo do que a bola 1 para percorrer a distância vertical H; e) as duas bolas só chegam juntas ao chão caso a bola 2 seja mais pesada que a bola 1.
16) (UNICAMP) Uma atração que está se tornando muito popular nos parques de diversão consiste em uma plataforma que despenca, a partir do repouso, em queda livre, de uma altura de 75m. Quando a plataforma se encontra 30m acima do solo, ela passa a ser freada por uma força constante e atinge o repouso quando chega ao solo. a) Qual é o valor absoluto da aceleração da plataforma durante a queda livre? b) Qual é a velocidade da plataforma quando o freio é acionado? c) Qual é o valor da aceleração necessária para imobilizar a plataforma?