NOME: Nº 1 o ano do Ensino Médio TURMA: Data: 11/ 12/ 12 DISCIPLINA: Física PROF. : Petrônio L. de Freitas ASSUNTO: Recuperação Final - 1a.lista de exercícios VALOR: 13,0 NOTA: INSTRUÇÕES (Leia com atenção!) Não se esqueça de preencher, a caneta, o cabeçalho desta lista de exercícios com seu nome completo e turma. Esta é a 1 a lista de exercícios da recuperação final. Serão, ao todo, duas listas que serão resolvidas em parte nas aulas de recuperação e deverão ser completadas em casa. Resolva todos os exercícios desta lista nos espaços destinados às respostas. Não serão aceitas folhas complementares a esta lista de recuperação. Esta lista de exercícios deve ser entregue, completamente resolvida, no dia da 1 a prova de recuperação final. Ao fazer os exercícios desta lista, tenha em mente que a recuperação tem por objetivo fazer com que você estude de novo e aprenda os conteúdos que você não tinha entendido bem durante a etapa. Por isso, faça um esforço para prestar atenção nas explicações do professor e faça todos os exercícios desta lista com a intenção de aprender. Nas questões numéricas, faça seus cálculos de maneira clara e organizada, expressando seus cálculos na forma de equações e expressões matemáticas (e não como continhas de canto de página). Não deixe de colocar as respostas com as unidades corretas. Não é necessário justificar as questões fechadas, a não ser que seja pedido explicitamente, mas você precisa estar certo de que entendeu o que foi pedido e de que sabe por que a resposta deve ser aquela que você marcou e não outra. Às vezes, uma pequena observação feita a lápis ao lado de uma questão de múltipla escolha ajuda muito na hora de estudar para a prova. Acostume-se a fazer todos os cálculos sem calculadora. Você não poderá usá-la na hora da prova, então, treine a fazer contas com lápis e papel desde já. Procure decorar as fórmulas usadas por você nesta lista de exercícios, saber o significado de cada termo delas e, sobretudo, aprender a utilizá-las corretamente. Lembre-se: saber de cor uma fórmula não é suficiente para resolver um problema de Física. Você deve, antes de mais nada, saber interpretar o problema de Física e saber os conceitos envolvidos na questão. As respostas a esta lista de exercícios têm o objetivo de ajudar os alunos a estudarem para a prova final. Os assuntos desta lista de recuperação e seus correspondentes tópicos no livro texto são: Velocidade e problemas envolvendo movimento retilíneo uniforme, MRU (Tópicos 2.1 e 2.2) Movimento relativo (ver anotações no caderno e tópico 3.5) Velocidade instantânea e velocidade média, movie gráficos de movimento (Tópicos 2.2 e 2.3) Aceleração e movimento uniformemente variado (Tópico 2.4) Movimento de queda livre e lançamento vertical (Tópico 2.5) Recomendamos que você leia esses tópicos antes de tentar resolver os exercícios desta apostila. MOVIMENTO COM VELOCIDADE CONSTANTE O aluno deve ser capaz de compreender o significado físico de uma velocidade. Deve, também, ser capaz de calcular velocidade, distância percorrida ou tempo gasto para percorrê-la a partir dos valores dados em problemas numéricos. 1) Explique, com palavras, o que significa dizer que um carro se move com velocidade de 60 km/h. Isso significa que ele percorre uma distância de 60 km a cada intervalo de tempo de 1 hora, ou ainda, que em cada intervalo de tempo de 1 hora ele percorre uma distância de 60 quilômetros. 2) Explique, com palavras, o que significa dizer que um objeto se move com velocidade de 5 m/s. Isso significa que ele percorre uma distância de 5 m a cada intervalo de tempo de 1 segundo, ou ainda, que em cada intervalo de tempo de 1 segundo ele percorre uma distância de 5 metros.
3) Os valores de velocidade de uma pessoa normal andando e de uma pessoa normal correndo são aproximadamente: Observação: Não há necessidade de você fazer qualquer cálculo para resolver este problema. Apenas pense nas medidas apresentadas abaixo. Qual das opções apresenta valores razoáveis para a velocidade de uma pessoa andando e para a velocidade de uma pessoa correndo? a) 0,5 m/s e 1,0 m/s X b) 0,6 m/s e 6,0 m/s c) 2,0 m/s e 20 m/s d) 4,0 m/s e 40 m/s 4) As cidades de Quelonjura e São Judas de Meias estão separadas por uma distância de 420 km. Sabendo que um caminhão gastou 6 horas para fazer a viagem entre essas duas cidades, é correto afirmar que a sua velocidade média nesse percurso foi de: (Indique os cálculos no espaço abaixo.) a) 7 km/h b) 60 km/h c) 70 km/h d) 252 km/h 5) Um carro percorre uma distância de 210 km em um tempo de 3 horas. Calcule a velocidade média desse carro. 6) Explique com palavras o significado físico da velocidade média calculada por você no exercício anterior. Dizer que a velocidade média desse carro é de 70 km/h significa dizer que, em média, ele percorreu uma distância de 70 km em cada intervalo de tempo de 1 hora. 7) Um caminhão se move em uma estrada com velocidade constante de 60 km/h. Que distância ele percorrerá se mantiver essa velocidade durante duas horas e meia. d = v x t d = 60 km/h x 2,5 h d = 150 km 8) Um ciclista percorre 8,0 km num tempo de 15 minutos. a) Qual a velocidade desse ciclista em quilômetros por hora? Faça os cálculos de maneira clara e organizada. Se em 15 min esse ciclista percorre uma distância de 8,0 km, em 30 min ele percorrerá uma distância de 16 km, em 45 min ele percorrerá uma distância de 24 km e, portanto, em 1 hora ou em 60 min ele percorrerá uma distância de 32 km. Logo a velocidade dele é de 32 km/h. b) Explique com palavras o significado físico do resultado encontrado no item anterior. Dizer que a velocidade do ciclista é de 32 km/h significa dizer que em cada intervalo de tempo de 1 hora ele percorre uma distância de 32 quilômetros.
9) Um carrinho à pilha tem velocidade de 0,50 m/s. Para percorrer uma distância de 18 m ele gastará um tempo de (Deixe os cálculos indicados no espaço abaixo.) X a) 36 segundos b) 30 segundos c) 12 segundos d) 9,0 segundos Se o carrinho percorre meio metro (0,50m) a cada 1 segundo, então ele gastará 2 segundos para percorrer 1 metro inteiro. Como ao todo são 18 m a serem percorridos e ele gasta 2 segundos para percorrer cada metro, então ele gastará um tempo de 36 segundos para completar o percurso. 10) Um nadador percorre 50 metros de uma piscina num tempo de 100 segundos. Qual é a velocidade desse nadador? Faça os cálculos de maneira clara e organizada. 11) Um ciclista percorre 7,0 km num tempo de 15 minutos. a) Qual a velocidade desse ciclista em quilômetros por hora? Faça os cálculos de maneira clara e organizada. Se em 15 min esse ciclista percorre uma distância de 7,0 km, em 30 min ele percorrerá uma distância de 14 km, em 45 min ele percorrerá uma distância de 21 km e, portanto, em 1 hora ou em 60 min ele percorrerá uma distância de 28 km. Logo a velocidade dele é de 28 km/h. b) Qual a velocidade desse ciclista em quilômetros por minuto? Faça os cálculos de maneira clara e organizada. 12) Um ônibus vai de Belo Horizonte a Guanhães em 4 horas. Sabendo que a velocidade média do ônibus durante a viagem é de 85 km/h, calcule a distância que separa as duas cidades. d = v x t d = 85 km/h x 4 h d = 340 km Atenção às unidades!
MOVIMENTO DE UM CORPO EXTENSO Em algumas situações, precisamos levar em consideração o tamanho de um objeto para determinar quanto tempo ele gastará para fazer determinado movimento. Esse é o caso do problema abaixo. Faça-o com bastante atenção. 13) Um trem de 300 m de comprimento atravessa um pontilhão (ponte de estrada de ferro) de 120 m de extensão com velocidade constante de 6,0 m/s. Sobre esta situação, responda as questões a seguir. a) Faça um desenho representando o trem ao iniciar a travessia da ponte e ao terminar de atravessá-la. Identifique a distância percorrida por ele desde o momento em que ele inicia a travessia até o momento em que ele termina. b) Calcule o tempo que o trem gastará para atravessar completamente o pontilhão. Faça os cálculos de maneira clara e organizada, indicando o seu raciocínio. c) Se o trem fosse mais comprido, ele gastaria mais tempo, menos tempo ou o mesmo tempo para atravessar a ponte? Explique. Se o trem fosse mais comprido, após atravessar a ponte, ele deveria percorrer uma distância maior para puxar os vagões até que todos terminassem de atravessar a ponte. Logo, como a distância total a ser percorrida é maior quando o trem é mais comprido, ele gastaria um tempo maior para atravessar completamente a ponte. 14) Trens de ferro não são capazes de subir ladeiras muito íngremes, por isso, durante a construção das linhas de trem de ferro, é necessário construir pontilhões e túneis escavados na rocha. Um trem de 80 m de comprimento passa por um túnel de 100m de extensão com velocidade constante de 5,0 m/s. Sobre essa situação, faça o que se pede. a) Faça um desenho indicando o momento que o trem começa a atravessar o túnel e, na mesma figura, um desenho representando o momento em que ele termina de atravessar completamente o túnel. b) Calcule o tempo que o trem gastará para atravessar completamente o túnel. Faça os cálculos de maneira clara e organizada, indicando o seu raciocínio. Este caso é semelhante ao caso do exercício anterior. Tente resolvê-lo por comparação. Ao invés de haver um pontilhão de estrada de ferro, temos agora um túnel.
Problemas envolvendo movimento relativo O enunciado e a figura abaixo se referem às questões 15, 16 e 17. Duas bicicletas seguem por uma ciclovia, no mesmo sentido. A bicicleta que vai à frente tem velocidade de 6,0 m/s e a bicicleta que vai atrás tem velocidade de 8,0 m/s. Num certo momento, a distância que as separa é de 50 metros. 15) A velocidade relativa entre as duas bicicletas, isto é, a velocidade com que a bicicleta de trás se move em relação à bicicleta da frente é de: (1,0 ponto) X a) 2,0 m/s O ciclista de trás se aproxima do ciclista da frente 2 metros a cada 1 segundo. b) 6,0 m/s c) 8,0 m/s d) 16 m/s 16) É correto afirmar que se as duas bicicletas mantiverem as suas respectivas velocidades, a bicicleta que vai mais rápido alcançará a que vai mais devagar num tempo de: (2,0 ponto) a) 6,25 segundos X b) 25 segundos c) 50 segundos d) 100 segundos Indique seus cálculos aqui. Obrigatório! A bicicleta de trás se aproxima 2 metros da bicicleta da frente em cada 1 segundo. Como as bicicletas estão separadas por uma distância de 50 metros, a bicicleta de trás gastará 25 segundos para alcançar a da frente. 17) Considerando ainda o enunciado acima e suas respostas anteriores, é correto afirmar que, do momento em que as bicicletas estavam separados por uma distância de 50 m até o momento em que a bicicleta de trás alcança a da frente, as distâncias percorridas em relação à estrada pela bicicleta mais rápida e pela bicicleta mais lenta foram, respectivamente: (2,0 ponto) a) 400 metros e 350 metros b) 400 metros e 300 metros c) 200 metros e 250 metros X d) 200 metros e 150 metros Indique seus cálculos aqui. Obrigatório! Se queremos calcular a distância em relação à estrada, devemos usar a velocidade das bicicletas em relação à estrada e não a velocidade relativa. bicicleta de trás d = 8m/s x 25s d = 200 m bicicleta da frente d = 6m/s x 25s d = 150 m 18) Joãozinho tomou a escada rolante de um shopping center para ir do 1 o ao 2 o andar desse shopping, mas, ao invés de ficar parado sobre o mesmo degrau da escada, esperando que ela o levasse ao 2 o andar, Joãozinho resolveu subir os degraus da escada em movimento, subindo 2 degraus por segundo. Sabendo que a escada rolante tem 36 degraus e que ela sobe com velocidade de 1 degrau por segundo, é correto afirmar que o tempo que Joãozinho gastou para ir do 1 o ao 2 o andar desse shopping foi de (indique seus cálculos no espaço abaixo.) a) 72 segundos b) 36 segundos c) 18 segundos X d) 12 segundos Joãozinho sobe 2 degraus por segundo enquanto a escada o eleva mais um degrau. Então, ao todo, ele sobe 3 degraus em cada segundo. Como ao todo são 36 degraus nessa escada, ele gastará um tempo de t = 36/3 t = 12 segundos.
Aceleração e movimento uniformemente variado 19) Quatro automóveis (A, B, C e D) se movem da esquerda para a direita em uma pista reta. A cada 2 segundos, a posição de cada automóvel foi registrada numa linha que representa a estrada. O quadradinho mais à esquerda em cada linha representa a posição inicial de cada automóvel. a) Qual (ou quais) dos automóveis se movimenta(m) com velocidade constante? b) Qual (ou quais) dos automóveis apresenta(m) movimento acelerado? c) A velocidade do automóvel A é maior, menor ou igual a do automóvel C? d) O que acontece com a velocidade do automóvel D à medida que ele se move para a direita? 20) Explique o que significa dizer que um automóvel tem aceleração igual a 5,0m/s². 21) O gráfico a seguir representa o movimento de um objeto que se move em uma pista plana e reta. Analiseo atentamente e responda as questões a seguir. a) O movimento descrito no gráfico pode ser considerado um movimento uniforme, um movimento uniformemente acelerado ou um movimento uniformemente retardado? Justifique sua resposta. b) Qual a velocidade atingida pelo objeto após 8 segundos de movimento? c) Qual a distância percorrida pelo objeto após 8 segundos de movimento?
A figura e o enunciado abaixo se referem às questões 22, 23, 24. Um carro se move em uma estrada com uma velocidade de 15 m/s quando o motorista pisa no freio, fazendo a velocidade do carro diminuir aos poucos até parar completamente depois de 10 segundos. 22) Calcule a aceleração desse carro. Atenção ao sinal e à unidade! 23) Considerando ainda os dados do enunciado acima, calcule a distância percorrida por esse carro durante a sua frenagem. (Faça seus cálculos de maneira clara e organizada.) 24) Construa o gráfico de velocidade versus tempo para o movimento de frenagem desse carro. Não se esqueça de nomear os eixos e de colocar neles os valores adequados. 25) Escreva no espaço abaixo as equações de movimento que podem ser usadas em situações de movimento acelerado.
26) A tabela abaixo descreve o movimento de um ciclista. t (s) 0 2 4 6 V (m/s) 7 12 17 22 a) O movimento do ciclista é um movimento uniforme, acelerado ou retardado? Justifique. b) Calcule a aceleração desse ciclista. (Atenção! Note que a velocidade inicial não é zero.) 27) Um carro do corpo de bombeiros, para atender rapidamente a uma situação de emergência, percorreu uma estrada com velocidade de 40 m/s. Num certo momento, o motorista precisou pisar no freio, reduzindo a velocidade do veículo conforme mostra o gráfico abaixo. a) Quanto tempo durou a desaceleração desse carro? b) Qual a velocidade do carro ao final da desaceleração? c) Qual ao valor da aceleração do carro? Atenção ao sinal da aceleração! d) Calcule a distância percorrida pelo carro durante o tempo de desaceleração.
e) Calcule a distância que o carro percorreu: - entre 0s e 2s: - entre 2s e 4s: - entre 4s e 6s: - entre 8s e 8s: Em seguida,construa o gráfico de distância percorrida x tempo gasto. 28) (PUCMG) Durante uma experiência de laboratório, o movimento de um pequeno corpo, em trajetória retilínea, forneceu a tabela distância x tempo abaixo. O gráfico qualitativo que melhor representa distância X tempo para o movimento é: Queda livre e lançamento vertical 29) O cientista italiano Galileu Galilei estudou o movimento de queda dos corpos. Conta-se que, para fazer uma experiência, certo dia Galileu teria subido ao alto de uma torre e teria deixado cair daquela altura e ao mesmo tempo, duas balas de canhão de pesos diferentes. É correto afirmar que se a resistência do ar que atua nesses corpos durante essa queda for desprezível, isto é, se ela for tão pequena que possa ser desprezada, a) o objeto mais pesado chegará ao chão antes do objeto mais leve. b) o objeto mais leve chegará ao chão antes do objeto mais pesado. c) o objeto pesado e o objeto leve chegarão ao chão no mesmo tempo. d) não é possível prever qual dos dois objetos chegará primeiro ao chão. 30) Uma pena e uma pedra são abandonadas ao mesmo tempo de uma mesma altura acima do chão. Observa-se que a pedra chega ao chão antes da pena. Isso ocorre porque: a) os objetos mais pesados sofrem uma força gravitacional menor do que os objetos mais leves. b) durante a queda, a pena sofre uma resistência do ar menor do que a pedra. c) os objetos mais pesados caem mais rapidamente do que os objetos mais leves. d) durante a queda, a pena sofre uma resistência do ar maior do que a pedra.
31) Sabe-se que a aceleração da gravidade vale g = 9,8 m/s 2. Explique com palavras o que é a aceleração da gravidade qual o significado físico desse valor. 32) Escreva no espaço abaixo as equações de movimento adaptadas para situações de queda livre e de lançamento vertical, conforme feito em sala de aula. (Lembre-se, a distância percorrida agora é percorrida na vertical e a aceleração é a aceleração da gravidade.) 33) Um objeto é abandonado de uma altura de 44,1 m acima do solo e sofre uma queda livre. Considerando g = 9,8 m/s 2, responda as questões a seguir: a) Calcule o tempo que ele gasta para chegar ao chão. Faça os cálculos de maneira clara e organizada, indicando a fórmula utilizada antes de lançar nela os valores. Não se esqueça de colocar a unidade correta na resposta.) b) Calcule a velocidade final com a qual o objeto atinge o chão. (Atenção! Não é a velocidade dele depois de parado pelo chão! É para calcular a velocidade do impacto com o solo!) Faça os cálculos de maneira clara e organizada, indicando a fórmula utilizada antes de lançar nela os valores. Não se esqueça de colocar a unidade correta na resposta. 34) Com qual velocidade um objeto deve ser lançado verticalmente para cima para que alcance a altura máxima de 30 m? Considere g = 10 m/s 2.