Velocidade e Aceleração Vetoriais

Após um longo dia de estudos, uma estudante resolveu se distrair jogando Pássaros Raivosos (mais popularmente conhecido por Angry Birds) em seu dispositivo eletrônico.

Abaixo vemos uma tela comum do jogo.

 Nesse jogo, pássaros são lançados por meio de um estilingue (elástico) em direção a obstáculos a fim de destruí-los. Durante o jogo, a estudante se lembrou que acabara de estudar lançamentos de objetos no vácuo próximos a um campo gravitacional e conseguiu relacionar o jogo a esse assunto.

Depois de abandonar o estilingue, o pássaro já em pleno voo terá, até atingir o alvo,

A)     velocidade e aceleração vetoriais constantes.

B)    velocidade horizontal variável e aceleração constante.

C)    velocidade horizontal constante e velocidade vertical variável.

D)    velocidade vertical constante e aceleração variável.

E)    velocidade vetorial constante e aceleração variável.

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Lançamento Horizontal

OBFEP 2013 – adaptada

Um dispositivo é usado para estudar lançamentos de projéteis de forma que, quando um projétil é lançado horizontalmente atinge o solo conforme indica a figura.

 Se esse projétil fosse lançado verticalmente, da mesma posição, atingiria a altura, em relação ao tampo da mesa, de (considere g = 10 m/s²):

A)    80 m.

B)    20 m.

C)    10 m.

D)    8,0 m.

E)    4,0 m.

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MRUV

PUC – RJ 2003

Um automóvel parte do repouso e se movimenta com a aceleração mostrada, de maneira aproximada, na figura.

Depois que sua aceleração mudou de sentido, sua variação de posição entre os instantes t=2 s e t=3 s vale, em metros

A)    0,0 m.

B)    1,0 m.

C)    2,0 m.

D)    3,0 m.

E)    4,0 m.

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Aceleração Centrípeta e Tangencial

PUC – RJ 2002

Trens viajam na maior parte do tempo com velocidade constante.

Em algumas situações, entretanto, eles têm aceleração. 

I - O trem acelera para frente quando parte de uma estação.
II - O trem desacelera (aceleração para trás) quando está chegando a uma estação.
III - O trem acelera para a esquerda quando faz uma curva para a esquerda e acelera para a direita quando faz uma curva para a direita, ainda que o módulo de sua velocidade seja constante.
IV - O trem acelera para a direita quando faz uma curva para a esquerda e acelera para a esquerda quando faz uma curva para a direita, ainda que o módulo de sua velocidade seja constante.

Apenas são corretas as afirmações

A)    I,II e III.

B)    I,II e IV.

C)    I e III.

D)    II e IV.

E)    II e III.

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MRU e MRUV

(CEFET – MG 2009 – adaptada)

O movimento de um corpo em trajetória retilínea está representado pelo seguinte gráfico.

Se a distância percorrida, durante 40s for igual a 280 m, o corpo

  

A)    parte do repouso em t = 0 s.

B)    volta à posição inicial no instante 40s.

C)    fica em repouso no intervalo de 10 a 20 s.

D)    atinge a velocidade máxima igual a 10 m / s.

E)    inverte o sentido do movimento a partir do instante t = 20 s.

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Velocidade Escalar Média e Velocidade Vetorial Média

PUC – RJ 2011 (adaptada)

No gráfico abaixo, observamos a posição de um objeto em função do tempo.

Nós podemos dizer que a velocidade escalar média e a velocidade vetorial média do objeto entre os pontos inicial e final da trajetória, em m/s, valem respectivamente

A)    0 e 1/90.

B)    1/90 e 0.

C)    0 e 0.

D)    1/180 e 0.

E)    0 e 1/180.

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MRU e MRUV

(PUC – RJ 2012)

Duas crianças disputam um saco de balas que se situa exatamente na metade da distância entre elas, ou seja, d/2, onde d = 20 m. A criança (P) corre com uma velocidade constante de 4,0 m/s. A criança (Q) começa do repouso com uma aceleração constante a = 2,0 m/s².

Pode-se inferir que

A)    (P) e (Q) chegam ao mesmo instante no saco de balas com velocidades idênticas.

B)    (Q) chega primeiro ao saco de balas, mas a velocidade de (P) nesse instante é maior.

C)    (P) chega primeiro ao saco de balas, mas a velocidade de (Q) é igual à de (P), nesse instante.

D)    (Q) chega primeiro ao saco de balas, mas a velocidade de (Q) é igual à de (P), nesse instante.

E)    (P) chega primeiro ao saco de balas, mas a velocidade de (Q) nesse instante é maior.

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MRU

(UFRJ 2011)

Segundo os autores de um artigo publicado recentemente na revista The Physics Teacher*, o que faz do corredor Usain Bolt um atleta especial é o tamanho de sua passada.

Para efeito de comparação, Usain Bolt precisa apenas de 41 passadas para completar os 100m de uma corrida, enquanto outros atletas de elite necessitam de 45 passadas para completar esse percurso em 10s.

_{*A. Shinabargar, M. Hellvich; B. Baker, The Physics Teacher 48, 385. Sept. 2010.}

Marque a alternativa que apresenta o tempo de Usain Bolt, para os 100 metros rasos, se ele mantivesse o tamanho médio de sua passada, mas realizasse tais passadas com a frequência média de um outro atleta, como os referidos anteriormente.

A)    9,1 s.

B)    9,6 s.

C)    9,8 s.

D)    10 s.

E)    11 s.

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Vetores e Composição de Movimento

Um garoto brinca com um carrinho a pilha que se move com velocidade constante.

O menino se encontra ao lado de uma esteira de fazer caminhada.

A figura abaixo mostra essa esteira vista de cima.

Ela desliza para a direita com velocidade constante,que pode sofrer alterações caso seja utilizado o painel de controle.

O garoto liga o carrinho e coloca-o na esteira já em movimento, em frente ao ponto P, e deseja que ele atinja o ponto Q. Para que essa situação ocorra, é necessário que a velocidade do carrinho tenha a direção do vetor:

A)    V₁ e sua velocidade deve ser igual à da esteira.

B)    V₂ e sua velocidade deve ser igual à da esteira.

C)    V₂ e sua velocidade deve ser maior que a da esteira.

D)    V₁ e sua velocidade deve ser maior que a da esteira.

E)    V₂ e sua velocidade deve ser menor que a da esteira.

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Lançamento Horizontal

Em um campeonato recente de vôo de precisão, os pilotos de avião deveriam “atirar” um saco de areia dentro de um alvo localizado no solo. Considere g = 10 m/s².

Supondo que o avião voe horizontalmente a 500 m de altitude com uma velocidade de 144 km/h, e que o saco é deixado cair do avião de uma distância horizontal de

A)    100 m do alvo;

B)    200 m do alvo;

C)    300 m do alvo;

D)    400 m do alvo;

E)    500 m do alvo.

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MRU

Em uma estrada retilínea, um automóvel de 3 m de comprimento e velocidade constante de 90 km/h, alcança uma carreta de 15 m de comprimento e velocidade, também constante, de 72 km/h. O sentido do movimento da carreta é o mesmo que o do carro. A distância percorrida pelo automóvel para ultrapassar completamente a carreta é de

A)    40 m.

B)    55 m.

C)    75 m.

D)    90 m.

E)    100 m.

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MRU

Considere que o gráfico a seguir mostre como variaram, aproximadamente, as velocidades, em km/h, do vencedor Usain Bolt (gráfico I) e do norte americano Tyson Gay, o segundo colocado (gráfico II), a partir dos 60 m da prova até cruzarem a linha de chegada.

Conclui-se corretamente das informações do gráfico que, quando Usain Bolt cruzou a linha de chegada, Tyson Gay estava atrás dele, em metros,

A) 0,5 m.

B) 0,8 m.

C) 1,1 m.

D) 1,5 m.

E) 1,9 m.

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Referencial e Queda Livre

A fotografia mostra um avião bombardeiro norte-americano B52 despejando bombas sobre determinada cidade no Vietnã do Norte, em dezembro de 1972.

Durante essa operação, o avião bombardeiro sobrevoou, horizontalmente e com velocidade vetorial constante, a região atacada, enquanto abandonava as bombas que, na fotografia tirada de outro avião em repouso em relação ao bombardeiro, aparecem alinhadas verticalmente sob ele, durante a queda. Desprezando a resistência do ar e a atuação de forças horizontais sobre as bombas, é correto afirmar que:

A)    no referencial em repouso sobre a superfície da Terra, cada bomba percorreu uma trajetória parabólica diferente.

B)    no referencial em repouso sobre a superfície da Terra, as bombas estavam em movimento retilíneo acelerado.

C)    no referencial do avião bombardeiro, a trajetória de cada bomba é representada por um arco de parábola.

D)    enquanto caíam, as bombas estavam todas em repouso, uma em relação às outras.

E)    as bombas atingiram um mesmo ponto sobre a superfície da Terra, uma vez que caíram verticalmente.

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Referencial e Queda Livre

Na subida do elevador panorâmico de um shopping, Maria segura sua sacola de compras. Em certo instante (t₀), de forma distraída, deixa suas compras cair e faz uma análise do acontecido, uma vez que é aluna do 1º período do curso de Física. No mesmo momento, Ana, aluna do último ano do mesmo curso, observa o que aconteceu do lado de fora e também decide analisar a situação. Sabendo que a aceleração do elevador é a e sua velocidade no instante t₀ é v₀. , elas chegaram às seguintes deduções:

(I) Ana – “A sacola subiu primeiramente até certa altura e, depois, desceu até atingir o chão do elevador, tendo este último uma altura maior do que no instante em que a deixaram cair”.

(II) Ana – “Pensando melhor, a sacola caiu exatamente da mesma forma como foi observada por uma pessoa dentro do elevador”.

(III) Maria – “A aceleração da sacola, em relação ao elevador, é a devida à gravidade”.

(IV) Ana – “No instante t₀, a sacola estava subindo com velocidade v₀”.

(V) Ana – “Pensando bem, a sacola ficou flutuando por alguns instantes, antes de cair no chão do elevador”.

Com base nas informações acima relacionadas é(são) correta(s) a(s) afirmativa(s)

A)    (I) e (III).

B)    (I) somente. 

C)    (I), (III) e (IV).  

D)    (I) e (V) somente.

E)    (III) e (IV). 

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MRU e MRUV

Em uma corrida de Fórmula 1, o piloto Miguel Sapateiro passa, com seu carro, pela linha de chegada e avança em linha reta, mantendo velocidade constante.

Antes do fim da reta, porém, acaba a gasolina do carro, que diminui a velocidade progressivamente, até parar. Considere que, no instante inicial, t = 0, o carro passa pela linha de chegada, onde x = 0.

Assinale a alternativa cujo gráfico da posição x em função do tempo t melhor representa o movimento desse carro.

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Referencial, MRU e MRUV

Conta-se que um curioso incidente aconteceu durante a Primeira Guerra Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto francês viu o que acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a rapidamente, ficou surpreso ao verificar que se tratava de um projétil alemão.
PERELMAN, J. Aprenda física brincando. São Paulo: Hemus, 1970.

O piloto consegue apanhar o projétil pois

A) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na frente do piloto.
B) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente superior.
C) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião francês passou.
D) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor.
E) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor.

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MRUV

O engavetamento é um tipo comum de acidente que ocorre quando motoristas, deliberadamente, mantêm uma curta distância do carro que se encontra à sua frente e este último repentinamente diminui sua velocidade. 
Em um certo trecho retilíneo de uma estrada, um automóvel e o caminhão, que o segue, trafegam no mesmo sentido e na mesma faixa de trânsito, desenvolvendo, ambos, velocidade de 108 km/h.

Num dado momento, os motoristas veem um cavalo entrando na pista. 
Assustados, pisam simultaneamente nos freios de seus veículos aplicando, respectivamente, acelerações de 3 m/s² e 2m/s². 
Supondo desacelerações constantes, a distância inicial mínima de separação entre o para-choque do carro (traseiro) e o do caminhão (dianteiro), suficiente para que os veículos parem, sem que ocorra uma colisão, é, em metros, de : 

A) 50 
B) 75 
C) 100 
D) 125 
E) 150 

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Aceleração Centrípeta e Tangencial

Um ventilador acaba de ser ligado e está a girar cada vez mais rápido, girando no sentido anti-horário como representa a figura abaixo

A direção e sentido da aceleração resultante a que o ponto P fica submetido para a situação representada é melhor representada em

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MRU

Um foguete persegue um avião, ambos com velocidades constantes e mesma direção. Enquanto o foguete percorre 4,0 km, o avião percorre apenas 1,0 km. Admita que, em um instante t₁, a distância entre eles é de 4,0 km e que, no instante t₂ , o foguete alcança o avião.
No intervalo de tempo t₂-t₁, a distância percorrida pelo foguete, em quilômetros, corresponde aproximadamente a:

A) 4,0

B) 4,7

C) 5,3

D) 6,2

E) 8,6

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MRU e MRUV

A aceleração de um móvel, que parte do repouso, varia com o tempo de acordo com o gráfico abaixo.

O instante, contado a partir do início do movimento (t = 0 s), no qual o móvel para é

A)    5 s.

B)    6 s.

C)    8 s.

D)    13 s.

E)    18 s.

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Aceleração Centrípeta e Tangencial

Uma pista é constituída por três trechos: dois retilíneos KL e MN, e um circular LM, conforme o esquema abaixo.

Se um automóvel percorre toda a pista com velocidade escalar constante, o módulo da sua aceleração será, para os trechos considerados

A)    Nulo em todos eles.

B)    Constante, não nulo, em todos eles.

C)    Constante, não nulo, somente nos trechos KL e MN.

D)    Constante, não nulo apenas no trecho LM.

E)    Variável apenas no trecho LM.

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Queda Livre

Um vaso cai de uma varanda a 21 m de altura em relação ao solo (aproximadamente do sétimo andar de um edifício).

Sobre a calçada, na direção da queda do vaso, encontra-se parada uma criança de 1,0 m de altura.

Uma outra pessoa, também na calçada, mas a 34 m de distância da criança observa tudo aquilo e consegue gritar para que ela saia do lugar após 1,0 s desde o exato instante em que o vaso começa a cair.

Ao ouvir o alerta, a criança leva 0,50 s para reagir e sair do lugar.

Considerando a queda livre do vaso com g = 10 m/s² e a velocidade do som no ar v_s = 340 m/s é CORRETO afirmar que

A)    O vaso atinge a criança antes mesmo de esta ouvir o alerta.

B)    Ainda sobram 0,50 s para o vaso atingir a criança quando esta sai do lugar.

C)    A criança sai do lugar quando o vaso se encontra a, aproximadamente, 5 m de altura em relação à sua cabeça.

D)    A criança se salva no exato momento de o vaso colidir com a sua cabeça.

E)    A criança se salva mesmo se o seu tempo de reação for superior ao mencionado na situação.

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