segunda-feira, 1 de abril de 2019

QUESTÕES DE VESTIBULAR SOBRE MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO RESOLVIDAS

Instrução: A figura e o enunciado abaixo se referem às questões de número 18 e 19.
Os gráficos de velocidade (v) e aceleração (a) contra o tempo (t) representam o movimento "ideal" de um elevador que parte do repouso, sobe e para.






01.(UFRGS 2000) Sabendo-se que os intervalos de tempo A e C são ambos de 1,5 s, qual é o módulo de a0 da aceleração com que o elevador se move durante esses intervalos?
     a)       3,00 m/s2
     b)       2,00 m/s2
     c)        1,50 m/s2
     d)       0,75 m/s2
     e)       0,50 m/s2

RESOLUÇÃO:
Como é pedida a aceleração nos intervalos A e C, podemos calcular apenas uma delas pois a outra terá o mesmo valor, só que uma positiva e outra negativa. Então eu coloco a positiva ou a negativa? Aparece na pergunta “módulo”, que é sem sinal.
Para calcular a aceleração podemos usar a fórmula
a = v + v0
               t
Então vamos lá:
a = 3 + 0 = 2
        1,5
R: letra B

02.(UFRGS 2000) Sabendo-se que os intervalos de tempo A e C são ambos de 1,5 s e que o intervalo B é de 6 s, qual a distância total percorrida pelo elevador?
a)         13,50 m
b)         18,00 m
c)          20,25 m
d)         22,50 m
e)         27,00 m

RESOLUÇÃO:
Para calcular a distância percorrida por um corpo quando existe um gráfico, podemos calcular a área do gráfico, que nos dará a distância percorrida. É uma forma fácil de resolver a questão.
A questão informa que os tempos em A e C valem 1,5 e o tempo em B vale 6.
Vamos analisar o gráfico.



A figura é um trapézio, então a fórmula é (B + b) x h
                                                                                   2
A base maior equivale a soma de 1,5 + 6 + 1,5, que é toda a parte de baixo.
A base maior é apenas a parte do  meio conforme o desenho abaixo.



A altura equivale a 3, como mostra no gráfico na esquerda (velocidade).
Agora vamos aplicar na fórmula.
(9 + 6) x 3 è 15 x 3  è  45  è 22,5 m
        2                   2            2

R: letra D

03.(UFRGS 2003) Um automóvel que trafega com velocidade de 5m/s, em uma estrada reta e horizontal, acelera uniformemente, aumentando sua velocidade para 25 m/s em 5,2 s. Que distância percorre o automóvel durante esse intervalo de tempo?
     a)       180 m.
     b)       156 m.
     c)        144 m.
     d)       78 m.
     e)       39 m.

RESOLUÇÃO:
Dados informados:
V = 25 ms
V0 = 5 m/s
T = 5,2 s
D = ?
Para resolver está questão podemos fazer de duas formas diferentes, uma com fórmula e outra com gráfico.
Para calcular distância podemos usar as fórmulas:
D = d0 + v0 . t + a . t2
                             2
Ou
V2 = V02 + 2 . a . d
Em qualquer uma das duas temos aceleração, então como ela não é informada teremos que descobrir pela outra fórmula.
V = V0 + a . t
25 = 5 + a . 5,2
25 – 5 = 5,2 . a
20 = a
5,2
a = 3,84 m/s2
Agora podemos aplicar na fórmula de distância
D = 5 . 5,2 + 3,84 . 5,22
                              2
D = 26 + 51,9
D = 77,9 m ou aproximadamente 78
R: letra d

Podemos fazer com gráfico, então vamos montar o gráfico com as velocidades e o tempo.



Agora que o gráfico está montado, vamos analisar que figura está montada



Podemos ver que a figura montada é um trapézio, só que teremos que girar ele para ver melhor.



Agora vemos que a base maior vale 25 e a base menor vale 5. A altura vale 5,2.



Então é só aplicar na fórmula de trapézio: (B + b) . h
                                                                              2
Vamos lá:
(25 + 5) . 5,2
          2
30 . 5,2
       2
78
A resposta é o mesmo valor, só que de uma forma mais fácil, sem potenciação.

04.(UFRGS 2004) Um automóvel que trafega com velocidade constante de 10 m/s, em uma pista reta e horizontal, passa a acelerar uniformemente à razão de 60 m/s em cada minuto, mantendo essa aceleração durante meio minuto. A velocidade instantânea do automóvel, ao final desse intervalo de tempo, e sua velocidade média, no mesmo intervalo de tempo, são, respectivamente,
     a)       30 m/s e 15 m/s.
     b)       30 m/s e 20 m/s.
     c)        20 m/s e 15 m/s.
     d)       40 m/s e 20 m/s.
     e)       40 m/s e 25 m/s.

RESOLUÇÃO:
Para calcular a velocidade média em MRUV, é só somar a velocidade inicial e a final e dividir por dois, como demonstra a fórmula abaixo.
Vm = V + V0
                   2
A questão informa
V0 = 10 m/s
A = 60 m/s a cada minuto
T = meio minuto.
Agora vamos interpretar as informações.
A aceleração é o quanto a velocidade muda a cada unidade de tempo, no caso da questão, a aceleração é de 60 m/s a cada minuto, ou seja, a velocidade aumenta 60 m/s a cada minuto, mas na questão é informado que a aceleração será durante meio minuto, por lógica a velocidade irá aumentar 30 m/s, pois é em meio minuto.
Agora já sabemos que a velocidade final será o aumento mais a inicial.
V = 10 + 30 = 40 m/s, então a velocidade ao final do trajeto é de 40 m/s.
Agora vamos aplicar na fórmula
Vm = 10 + 40
                2
Vm = 50
          2
Vm = 25 m/s

R: letra E

Instrução: as questões 05 e 06 referem-se ao enunciado abaixo
O gráfico que segue representa os movimentos unidimensionais de duas partículas, 1 e 2, observados no intervalo de tempo (0, tf). A partícula 1 segue uma trajetória partindo do ponto A, e a partícula 2, partindo do ponto B.Essas partícula se cruzam no instante tc.



05.(UFRGS 2008) As velocidades escalares das partículas 1 e 2 no instante tc e suas acelerações escalares são, respectivamente
(A)
V1<0
V2<0
a1>0
a2>0
(B)
V1>0
V2<0
a1>0
a2>0
(C)
V1<0
V2>0
a1<0
a2<0
(D)
V1>0
V2<0
a1<0
a2<0
(E)
V1>0
V2>0
a1>0
a2<0

RESOLUÇÃO:
Vamos interpretar os gráficos, o gráfico com 1 apresenta um deslocamento para frente, pois com o passar do tempo a sua distância percorrida, conforme olhando o gráfico, ele aumenta.



Agora vamos analisar o segundo gráfico, linha 2. É visível que a distância está caindo, ou seja, ele está retrocedendo, logo a sua velocidade é negativa. Em um determinado ponto o gráfico cai ainda mais, então a sua velocidade diminui mais ainda, então a sua aceleração é negativa.
Então V1 > 0 e a1 < 0
Agora vamos analisar o segundo gráfico. O movimento inicia em uma distância elevada e o corpo vai retrocedendo, pois a distância (x) diminui, o que demonstra uma velocidade negativa, em um determinado ponto o gráfico cai ainda mais, demonstrando que a velocidade ficou ainda menor, então a sua aceleração também é negativa, menor do que zero.




06.(UFRGS 2008) Quando as velocidades escalares das partículas 1 e 2, no intervalo observado, serão iguais?
a)     Em t = 0
b)     Em tc
c)     Em 0 e tc
d)     Em tc e tf
e)     Em nenhum instante de tempo neste intervalo

RESOLUÇÃO:
Conforme a resolução da questão anterior, o gráfico 1 apresenta uma velocidade positiva, e o gráfico 2 apresenta uma velocidade negativa, sendo que nos dois casos a velocidade fica cada vez mais positiva e fica mais negativa, respectivamente.
Então, nunca os dois corpos terão as mesmas velocidades, pois um fica positivo e o outro negativo.
R: letra E

07.(UFRGS 2009) A sequência de pontos na figura abaixo marca as posições, em intervalos de 1 segundo, de um corredor de 100 metros rasos, desde a largada até após a chegada.



Assinale o gráfico que melhor representa a evolução da velocidade instantânea do corredor.




RESOLUÇÃO:
Temos que ter em mente que analisando a figura que a distância entre as figuras nos informará a velocidade, pois quanto mais rápido se anda, mais longe se vai com o mesmo tempo.
Então, como os pontos começam juntos e vão ficando mais distantes, a velocidade aumenta gradativamente, então no gráfico da resposta deve ser de subida.
No meio do caminho os pontos não apresentam variação na sua distância, então a velocidade é constante, o gráfico é uma reta na horizontal.
Com estes dois pensamentos ficamos apenas com os gráficos a e c.
No final os pontos ficam mais próximos  novamente, então a velocidade está diminuindo.
Então, a resposta é letra C
R: letra C

08.(UFRGS 2010) Observe o gráfico abaixo, que mostra a velocidade instantânea V em função do tempo t de um móvel que se desloca em uma trajetória retilínea. Neste gráfico, I, II e III identificam, respectivamente, os intervalos de tempo de 0 s a 4 s, de 4 s a 6 s e de 6 s a 14 s.



Nos intervalos de tempo indicado, as acelerações do móvel valem, em m/s2, respectivamente,
a)       20, 40 e 20
b)       10, 20 e 5
c)        10, 0 e – 5
d)       – 10, 0 e – 5
e)       – 10, 0 e 5

RESOLUÇÃO:
Comecem a se acostumar, a UFRGS adora gráficos, e este é mais um caso de gráfico que podemos fazer com cálculo ou apenas com análise.
Vamos à análise, no primeiro instante a velocidade aumenta, então a aceleração é positiva, o que elimina as afirmações D e E.
No segundo instante vemos que a velocidade é constante, então não existe aceleração, logo ela é zero, sobrando apenas como resposta a letra C.
Para finalizar a análise, no terceiro momento a velocidade está caindo, então a aceleração é negativa.
Agora vamos aos cálculos.
Para calcular a aceleração no primeiro instante, devemos ver a variação da velocidade e a variação do tempo e plicar na fórmula.
a = ΔV
      Δt
No primeiro caso a variação da velocidade é de 40 m/s e a variação do tempo é de 4 s.



a = 40 / 4 = 10 m/s2
No segundo caso não ocorre variação da velocidade, sendo que inicia com 40 m/s e termina com 40 m/s, logo a aceleração é zero.
No terceiro caso a velocidade cai, de 40 m/s para zero, então a variação da velocidade é de – 40 m/s. o tempo variou de 6 para 14, então foram 8 s. Vamos aplicar na fórmula.
a = - 40 / 8 = - 5 m/s2
R: letra C

09.(UFRGS) Numa experiência, para analisar o movimento de um móvel, um aluno identificou as três posições (O, P e S) indicadas na figura, obtidas em intervalos de tempos iguais



As distâncias entre os pontos identificados por letras consecutivas são iguais e o móvel partiu do repouso em O. Considerando que as três posições caracterizam o movimento, qual será a posição do móvel ao fim de um mesmo intervalo de tempo seguinte, contando a partir do instante em que o móvel estava em S?
a)       T     b) U    c) V    d) X    e) Z

RESOLUÇÃO:
O que o gráfico apresenta é o deslocamento de um corpo, notamos que a distância apresenta uma variação entre os instantes.



A primeira variação foi de 1, a segunda foi de 3, como podemos analisar o caso? Vemos que o aumento de variação foi de 2 (3 – 1), então este é o padrão de aumento, dois a mais que a distância anterior.
Este aumento representa a aceleração do corpo, que no caso é de 2 m/s2, pois a aceleração aumenta a velocidade, que mudara a forma de deslocamento, aumentando a distância percorrida em cada segundo.
A próxima mudança será de dois a mais que a anterior, logo pulará cinco espaços.



Então o próximo movimento cairá na letra Z. Se houvesse outro movimento, aumentaria 7, pois seria o anterior (5) mais dois.
R: letra E

10.(UFRGS) Um corpo parte do repouso e descreve um movimento retilíneo com aceleração constante, durante 8,0 s. Sabe-se que a velocidade média do corpo neste intervalo de tempo foi de 16 m/s. Qual é, em m/s2, o módulo da aceleração desse corpo?
a)       1/2
b)       1
c)        2
d)       4
e)       16

RESOLUÇÃO:
Como é solicitada a aceleração, vamos abrir a fórmula de aceleração
a = V – V0
          t
Mas nos falta a velocidade final, temos apenas a inicial, que é zero, (parte do repouso) e a velocidade média (16 m/s). Então vamos resolver a velocidade média para descobrir a velocidade final.
Para resolver está questão, devemos lembrar a fórmula de velocidade média.
Vm­ = V + V0
            T
Agora é só substituir os valores.
16 = V + 0
            2
16 x 2 = V
32 m/s = V
Agora podemos utilizar a fórmula da aceleração.
a = 32 – 0
          8
a = 4 m/s2

R: letra D

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