segunda-feira, 1 de abril de 2019

Exercícios de física sobre cinética, mru e mruv para a UFRGS com respostas comentadas


1. Um caminhão percorre uma estrada com uma velocidade de 108 km/h quando nota uma formiga a uma distância de 150 m. Depois de 1 s ele aciona os freios com uma aceleração de frenagem de 3 m/s2 até parar. Assinale a alternativa correta.
a) Ele 10 m antes da formiga.
b) Ele para 1 m antes da formiga.
c) Ele para sobre a formiga.
d) Ele passa pela formiga em 30 m.
e) Ele passa pela formiga em 50 m.

2. Analisando o gráfico abaixo, sobre o movimento de um pássaro sem assas quando está nadando em um lago de lava.



Sobre o gráfico podemos afirmar que
I – entre t0 e t1 o movimento é retardado.
II – entre t1 e t2 a aceleração é negativa.
III – entre t4 e t5 o pássaro está parado.
Quais as afirmações que estão corretas.
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas II e III.
e) todas.

3. Um Uno e um Fusion fazem uma corrida em uma pista automobilística. Quando os dois atingem o meio da reta, depois de percorrer 500 m, com uma velocidade de 216 km/h cada um e estão emparelhados. Neste exato momento os dois acionam os freis violentamente, mas cada um com uma aceleração diferente. O Uno com uma aceleração de frenagem igual a 5 m/s2 e o Fusion com uma aceleração de frenagem de 10 m/s2. Considere as afirmações abaixo.
I -  O Fusion percorre a metade da distância que o Uno percorreu do momento da frenagem até a parada.
II – O Uno percorreria no total, 650 m se a sua velocidade fosse de 144 km/h no momento que os freios fossem acionados.
III – Os dois percorreriam a mesma distância se a velocidade do Fusion fosse o dobro da velocidade do Uno no momento da frenagem.
Assinale a alternativa que apresenta as afirmações corretas
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas I e II.
e) Todas.

4. O gráfico abaixo apresenta a velocidade de um móvel ao se deslocar por uma estrada.


  
Sobre este gráfico podemos dizer que
    a)      no instante t0 a t1 ele estava em movimento retilíneo uniforme.
    b)      entre os instantes t1 e t2 ele estava parado,
    c)       entre os instantes t2 e t3 ele estava em um movimento acelerado
    d)      entre os instantes t3 e t4 ele estava em movimento retrógrado.
    e)      em todos os instantes ele estava sobre a ação de uma força resultante, o que gera uma aceleração positiva ou negativa.

GABARITO
    1.       Como é solicitada a distância que ele percorre até parar e, ele tem um tempo de reação, que ele demora para acionar os freios, devemos compreender que o caminhão executa dois movimentos, um em MRU antes de acionar os freios e outro em MRUV, depois de acionar os freios.
Primeiro devemos passar a velocidade de 108 km/h para m/s dividindo por 3,6, pois a distância está em metros.
108 / 3,6 = 30 m/s.
Agora vamos calcular a distância percorrida antes de acionar os freios. Sabendo que o seu movimento é em MRU, vamos usar



Neste caso, como queremos descobrir a distância, tapamos o D, fazendo V . T (tempo de reação)
D = 30 . 1 = 30 m
Agora vamos descobrir a distância percorrida em MRUV.
Temos algumas fórmula para usar.
V = V0 + a . t
ou
V2 = V02 + 2 . a. d
ou ainda
D = d0 + V0 . t + a . t2
                              2
Como temos velocidade inicial = 30 m/s, velocidade final (parar) = 0 e aceleração = 3 m/s2, podemos optar pela segunda fórmula, pois ela tem distância e o resto que nos foi fornecido, (repara que não foi fornecido o tempo, então não podemos usar a terceira fórmula).
02 = 302 + 2 . -3 . d (-3 devido a frenagem, que é uma aceleração negativa)
0 = 900 – 6.d
- 900 = - 6.d
- 900 / -6 = d
d = 150 m
Agora podemos somar as duas distâncias para encontrar a distância total percorrida.
30 + 150
180 m
Como ele estava à 150 m da formiga, e ele andou 180 m, ele acabou passando 30 m da formiga, o que leva a crer que ele possa ter matado a formiga.
LETRA D DE DEUS

   2.      



Agora vamos analisar as afirmações
I – Errada, pois o movimento é retrogrado e não retardado.
II – Errada, pois a aceleração é positiva.
III – Correta, como é um gráfico na horizontal, ele está parado.
LETRA C DE CHAMBINHO

    3.       Como não é dada o tempo e é pedido o tempo, temos que escolher qual fórmula usar, mas que tenha distância e não tenha tempo.
V = V0 + a . t
ou
V2 = V02 + 2 . a. d
ou ainda
D = d0 + V0 . t + a . t2
                                     2
Fácil escolha, é a segunda, agora podemos fazer a fórmula para o Uno e para o Fusion.
Lembrando que os dois devem para, logo a sua velocidade final é 0.
Como é dada a distância em metros e a aceleração em m/s2, vamos transformar a velocidade deles em m/s.
216 / 3,6
60 m/s
Agora podemos aplicar na fórmula para cada um deles.
Fusion
02 = 602 + 2 . -10 . d
0 = 3600 – 20 . d
- 3600 / - 20 = d
d = 180 m
Uno
02 = 602 + 2 . -5 . d
0 = 3600 – 10 . d
- 3600 / - 10 = d
d = 360 m
Notamos que a afirmação I está correta.
Agora vamos aplicar na afirmação II, mas primeiro vamos transformar a velocidade de 144 km/h para m/s = 144 / 3,6 = 40 m/s
02 = 402 + 2 . -5 . d
0 = 1600 – 10 . d
- 1600 / - 10 = d
d = 160 m
Agora vamos somar com a distância percorrida antes da frenagem para calcular a distância total percorrida.
500 m + 160 m = 660 m
A afirmação está incorreta.
Para verificar a afirmação III, vamos duplicar a velocidade do Fusion para ver se a distância percorrida fica a mesma que a do Uno.
02 = 1202 + 2 . -10 . d
0 = 14400 – 20 . d
- 14400 / - 20 = d
d = 720 m
Podemos verificar que a afirmação é incorreta, pois a distância percorrida pelo Uno é menor.
LETRA D DE DEUS

   
4.        



LETRA C DE CHAMBINHO

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