CURSO PROGRESSÃO Prof. Portes LISTA 02 - MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (M.U.V.) ACELERAÇÃO ESCALAR MÉDIA (aM) É o quociente da variação de velocidade (∆v) pelo intervalo de tempo correspondente (∆t): OBS: A regra do 3,6 NÃO VALE PARA A ACELERAÇÃO É o movimento que possui aceleração escalar constante (e não-nula). No movimento uniformemente variado (MUV) a aceleração escalar é a mesma em todos os instantes e coincide com a aceleração escalar média, qualquer que seja o intervalo de tempo considerado. FUNÇÕES HORÁRIAS DO MUV Caso 01: Função horária dos espaços ACELERAÇÃO ESCALAR INSTANTÂNEA (a) É o valor-limite a que tende ∆𝑣 ∆𝑡 quando ∆t tende a zero. Suas unidades são cm/s², m/s², km/h² etc. Caso 02: Função horária da velocidade MOVIMENTO ACELERADO É o movimento em que o módulo da velocidade escalar aumenta no decurso do tempo. No movimento acelerado v e α têm o mesmo sinal. Caso 01: Movimento acelerado progressivo EQUAÇÃO DE TORRICELLI PARA O MUV VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA NO MUV Caso 02: Movimento acelerado retrógrado (ou regressivo) No MUV, a velocidade escalar média entre dois instantes é igual à média aritmética das velocidades escalares instantâneas: MOVIMENTO RETARDADO 𝑣𝑚 = É o movimento em que o módulo da velocidade escalar diminui no decurso do tempo. No movimento retardado v e α têm sinais contrários. 𝑣 + 𝑣𝑜 2 OBS: Essa equação é útil, além de quando for pedida a velocidade média do M.U.V, mas também quando não for necessária a aceleração Caso 01: Movimento retardado progressivo 𝑣𝑚 = ∆𝑆 𝑣 + 𝑣𝑜 = ∆𝑡 2 EQUAÇÃO DA VELOCIDADE Determine a equação da velocidade para as seguintes equações horárias Caso 02: Movimento retardado retrógrado (ou regressivo) MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (MUV) Física 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. S S S S S S S S S S S = = = = = = = = = = = 3t² - 4t² t² 2t 3t 4t 3t + 4 3t – 2 4t - 2t² + 5 2t² - 6t + 1 -t + 4t²-1 www.cursoprogressao.com.br - 1/6 IDENTIFICAÇÃO DE GRANDEZAS Obtenha a posição inicial, velocidade inicial e a aceleração, nos respectivos problemas: 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. S S S S S S S S S = = = = = = = = = 3 + 4t – 6t² 2 – 3t + 2t² 4t – 5t² 6 – 3t² 2t² - 6t + 1 20 + 4t + 5t² 40 – 13t + t² – 2t + 4t² – 2 + 0.5t² [m;s] [km;h] [km;h] [S.I.] [S.I.] [m,s] [m,s] [km,h] [km,h] v v v v = = = = 3 + 4t 5 – 2t 6t – 2 4t [km;h] [m;s] [cm;s] [km;h] 42. Um corpo de aceleração média 2 m/s², percorre 12 m, com velocidade inicialmente de 11 m/s. Qual é o tempo gasto neste percurso? 43. Um veículo move-se com velocidade escalar de 10m/s, quando adquire uma aceleração de 3m/s². Sabendo-se que esta aceleração é mantida por 6 s. Qual a distância durante este percurso? 44. Um automóvel em movimento uniformemente variado, com velocidade inicial nula, percorre 40m nos primeiros 4s. Calcule sua aceleração escalar DEFINIÇÃO DE ACELERAÇÃO 25. Um carro tem velocidade de 15 m/s e chega a ter velocidade de 20 m/s em 5 segundos. Qual é a aceleração, em m/s²? 26. Um automóvel que possui velocidade de 30 m/s e chega a ter velocidade de 50 m/s em 5 s. Determine a aceleração média. 27. Um carro parte do repouso e atinge a velocidade de 50 m/s em 25 s. Qual é a aceleração média, m/s² 28. Um corpo parte do repouso e chega a ter uma velocidade de 36 km/h em 10 s. Qual é aceleração média? 29. Um corpo parte do repouso e chega a ter uma velocidade de 72 km/h em 4 s. Qual é aceleração média? 30. Um corpo parte do repouso e chega a ter uma velocidade de 108 km/h em 15 s. Qual é aceleração média? 31. No instante t1 = 10 s a velocidade escalar de um móvel é v1 = 5,0 m/s, e no instante t2 = 16 s a velocidade escalar de um móvel é v2 = 23 m/s. Qual é a aceleração escalar média no intervalo de t1 a t2, em m/s²? 32. Em 2 segundos um guepardo varia de 0 a 72 km/h. Qual é a sua aceleração média em m/s²? 33. Um carro que está com 108 km/h e pisa no freio reduzindo a sua velocidade 36 km/h, em 4 s. Qual é aceleração em m/s²? 34. Um objeto movendo-se em linha reta tem no instante 4,0 s, a velocidade de 6,0m/s e, no instante 7,0s a velocidade de 12,0 m/s. Sua aceleração média nesse intervalo de tempo é em m/s²? EQUAÇÃO DO MRUV 35. Um ponto material parte do repouso com movimento uniformemente acelerado de aceleração escalar 5 m/s². Qual a velocidade do corpo após 10 s? 36. Qual é a velocidade de um corpo após 10 s que parte do repouso com aceleração de 3 m/s²? 37. Um corpo com velocidade de 36 km/h e depois de um tempo atinge a velocidade de 40 m/s, e com aceleração de 10 m/s². Quanto tempo foi gasto para mudar o tempo? Física 39. Qual o tempo em segundo necessário para um corpo que estava a 360 km/h chegar ao repouso. Sabido que sua aceleração escalar média tem módulo de 4m/s². 40. Qual é o deslocamento de um carro que parte do repouso e, possui aceleração média de 2 m/s², após 2 s? 41. Um corpo parte do repouso e percorre 245 m após 7 s. Qual é aceleração média? Obtenha a velocidade inicial e a aceleração, nos respectivos problemas: 21. 22. 23. 24. 38. Um móvel que parte do repouso tem aceleração constante de 0,8 m/s². Qual é a velocidade escalar atingida após 2 min e 05 s de movimento, em km/h? 45. Qual é a velocidade final de um corpo que parte do repouso e com aceleração constante de 10 m/s² após percorrer 20 m? 46. Determine a velocidade de um corpo após andar 12 m, com aceleração de 6 m/s², partindo do repouso? FRENAGEM 47. Um carro está a 90 km/h é freado uniformemente com a aceleração escalar de 2.5 m/s² (em módulo) até parar. Determine a variação do espaço do móvel desde o início da frenagem até parar. 48. Um caminhão, com velocidade escalar de 72 km/h, é freado uniformemente até parar. Sabe-se que o caminhão desloca-se 100 m durante a frenagem. Qual é aceleração média e o tempo de frenagem? 49. Um carro movimentando-se com velocidade de 20 m/s. Ao avistar um obstáculo, o motorista reduz uniformemente a velocidade do carro para 5 m/s. Se durante a redução da velocidade o carro percorreu 50 m, qual é aceleração do carro nessa fase? 50. Um móvel estava a 144 km/h e pisa no freio e percorre 50m até parar. Qual é o módulo da aceleração? 51. Um automóvel a 108 km/h aciona os freios e pára após percorrer 60m. Considere a aceleração constante e a determine e também o tempo da frenagem. INVERSÃO DE SENTIDO Determine o instante que o corpo inverte o sentido, no S.I. 52. 53. 54. 55. SI v v v v = = = = 4 – 2t 3t – 6 2t – 5 6t + 4 Determine o instante que o móvel inverte o sentido, no 56. S = 20t – 5t² 57. S = 500 + 30t – t² 58. S = 36 + 2t² - 100 www.cursoprogressao.com.br 2368/09 - 2/6 59. (AFA) Uma partícula move-se com velocidade de 50 m/s. Sob a ação de uma aceleração de módulo 0,2 m/s², ela chega a atingir a mesma velocidade em sentido contrário. O tempo gasto, em segundos, para ocorrer essa mudança no sentido da velocidade é 60. (EAAR) Um móvel ao percorrer uma trajetória retilínea obedece a seguinte função horária: S = – 4 + 16t – 2t² (no S.I.). Em que instante, em segundos, o móvel inverte o sentido do movimento? 61. (Espcex – 04) Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória retilínea obedecendo a função horária da posição S = 4 + 5t – t², onde S é a posição t é o tempo (todas as grandezas estão no Sistema Internacional de Unidades). O instante, em segundos, que o móvel inverte o sentido do movimento. ORIGEM DOS ESPAÇOS Determine o instante que o móvel passa pela origem dos espaços, no SI. 62. 63. 64. 65. S S S S = = = = MOVIMENTO PROGRESSIVO Determine o intervalo que o corpo terá movimento progressivo v v v v = = = = 16 - 4 t 18 + 9t - 20 + 5t 3 + 3t [ [ [ [ cm ; s ] m;s] km ; h ] km ; s ] v v v v = = = = 10 – 5t 6 + 3t - 5 + 5t 12t + 6 𝑆𝐴 = 4𝑡 2 − 3 𝑆𝐵 = 5𝑡² − 4𝑡 Onde os espaços são medidos em metros e o tempo em segundo. Determine quando e onde as partículas vão se encontrar. 80. Um automóvel A entra em movimento com aceleração constante e igual a 3 m/s² no mesmo instante em que passa por ele outro automóvel B, com velocidade escalar constante e igual a 30 m/s. Os dois veículos percorrem a mesma estrada, no mesmo sentido. 81. (EFEI – MG) Em uma estrada de pista única, um carro de 4 m de comprimento, movendo-se a 22 m/s (aproximadamente 80 km/h), quer ultrapassar um caminhão de 28 m que está a velocidade constante de 10 m/s. O motorista do carro inicia a ultrapassagem quando a frente de um caminhão encontra-se a 50 m de uma ponte. Supondo que o carro faça uma ultrapassagem com aceleração de constante e igual a 4 m/s². a) b) Calcule o tempo que leva para ultrapassar o caminhão; O carro consegue fazer a ultrapassagem antes de entrar na ponte. a) Qual o tempo gasto em percorrer a distância AB? b) A que distância se encontrará A decorridos 10 s da passagem de B? c) Qual a sua velocidade nesse instante? [cm ; s] [ cm; min] [ m; min] [m ; h] VELOCIDADE MÉDIA NO MRUV 75. Qual é a velocidade média de um móvel que está com velocidade de 10 m/s e em frações de segundos chega a 20 m/s? 76. Em 5 s, a velocidade escalar de um móvel variou de 10 m/s para 25 m/s. Determine: a) A velocidade escalar média do móvel nesse intervalo de tempo. b) A distância percorrida pelo móvel 77. A velocidade escalar de um móvel varia com o decorrer do tempo segundo a função horária v = 6 + 8t. Determine: a) A velocidade escalar média do móvel entre os instantes 2 s e 10 s; b) A distância percorrida pelo móvel nesse intervalo Física 79. Duas partículas A e B deslocam-se ao longo de uma trajetória. Suas funções horárias, definidas a partir do mesmo referencial, são dadas por: 82. (U.F. PR) Um corpo tem num ponto A de sua trajetória retilínea, a velocidade de 36 km/h, e um ponto B, a 100 m de A, a velocidade de 54 km/h. O movimento é uniformemente variado; MOVIMENTO RETRÓGRADO 71. 72. 73. 74. 78. (Ufal) Um movimento descreve um movimento retilíneo obedecendo à função horária: e = 40 + 10 t – 2,5t², onde e é o espaço percorrido do móvel em, em metros, ao mudar de sentido: a) Considerando o to = 0 quando A partiu, determine o instante que A alcança B; b) Calcule a velocidade de A nesse instante. 20t + 5t² t² - 5t + 6 t² – t – 12 t² – 16 66. (AFA) Um móvel desloca-se com movimento retilíneo horizontal segundo a função horária s = 50 + 15t – 5t2, onde s é medido em metros e t, em segundos. A posição, em metros, em que pára e o instante, em segundos, em que passa pela origem valem, respectivamente: 67. 68. 69. 70. EXTRAS 83. (U. MACKENZIE – SP) Um carro parte do repouso de um ponto A com uma aceleração constante em módulo igual a 10 km/h². Quando sua velocidade atinge o valor de 20 km/h passa a se mover com movimento uniforme durante um intervalo de 15 minutos. No fim desse tempo aplicam-se os freios constantemente e o carro pára num ponto B, distantes de 15 km do ponto onde foi iniciado o movimento retardado. Determine a distancia entre A e B. 84. (E.E. MAUÁ – SP) Um móvel parte do repouso de um ponto A executando um movimento retilíneo, uniformemente acelerado sobre uma reta AB. No instante parte do ponto B, rumo a A, um outro móvel que percorre a reta AB com velocidade constante. A distância entre os pontos A e B é l = 50 m. Depois de 10 s da partida os móveis se cruzam, exatamente no meio da distancia A e B. Determine: a) A velocidade do móvel que partiu de B; b) A velocidade que o móvel com que o móvel que partiu de A irá chegar em B? 85. (FUVEST – SP) Um ciclista A inicia uma corrida a partir do repouso, acelerando 0,50 m/s². Nesse instante passa por ele um outro ciclista B, com velocidade constante de 5,0m/s e mesmo sentido que o ciclista A. www.cursoprogressao.com.br 2368/09 - 3/6 a) Depois de quanto tempo após a largada o ciclista A alcança o ciclista B? b) Qual a velocidade de ciclista A ao alcançar o ciclista B 86. (OSEC – SP) Um móvel percorre uma trajetória retilínea, em relação a um dado sistema de referência, com movimento uniforme variado. Ao passar pelo ponto A, sua velocidade é de 2m/s e, no ponto B, sua velocidade é de 6 m/s. Sabendo que a distância BC é o dobro de AB, a velocidade do móvel no ponto C, em m/s. 87. (ITA – SP) De uma estação parte de um trem A com velocidade constante vA = 80 km/h. Depois de certo tempo, parte dessa mesma estação um outro trem com velocidade vB = 100 km/h. Depois de um tempo de percurso, o maquinista de B, verifica que se encontra a 3 km de A; a partir desse instante ele aciona os freios indefinidamente, comunicando ao trem uma aceleração a = - 50 km/h². O trem A continua no seu movimento anterior. O que houve com o trem? a) não houve encontro dos trens b) depois de duas horas o trem B para e a distância que o separa de A é de 64 km c) houve encontro dos trens depois de 12 minutos d) houve encontro dos trens depois de 36 minutos e) não houve encontro dos trens; eles continuam caminhando e a distância que os separa agora é de 2km. 88. (U. MACKENZIE – SP) Um trem de 120 m de comprimento se desloca com velocidade escalar de 20 m/s. Esse trem ao iniciar a travessia de uma ponte, freia uniformemente, saindo completamente da mesma 10 s, após com velocidade escalar de 10 m/s. O Comprimento da ponte é: 89. Deslocando-se com velocidade de 30 m/s um vagão ferroviário é desacelerado até o repouso com aceleração constante. O vagão percorre 100 m antes de parar. Qual é a aceleração do vagão? 90. Dois moveis A e B, percorrem a mesma trajetória, desenvolvendo velocidade de acordo com as funções horárias: 𝑉𝐴 = −5 + 3𝑡 e 𝑉𝐵 = 3 − 𝑡 (cm; s) Quando as velocidades se coincidem? 91. (FMABC-DP) A função horária do movimento de uma partícula é expressa por 𝑆 = 𝑡² − 10𝑡 + 24 (𝑆𝐼). Qual é a posição do móvel ao mudar de sentido? 92. (FCMSC-SP) Uma partícula parte do repouso, no instante inicial com aceleração uniforme e percorre 18 m em 3,0 s. Aos 4,0 s de movimento uniformemente variado, a velocidade instantânea é igual a quantos metros por segundo? 93. (MACK-SP) Um trem de 100 m de comprimento, com velocidade de 30 m/s com velocidade a frear com aceleração constante de modulo de 2 m/s², no instante em que inicia a ultrapassagem de um túnel. Esse trem para no momento em que seu ultimo vagão está saindo do túnel. O comprimento do túnel é igual a quantos metros? 94. (MACK-SP) Um carro parte do repouso de um ponto A com aceleração constante, em modulo, igual a 10 m/s². Quando atinge o valor de 20 km/h, passa a se mover com movimento uniforme durante um intervalo de 15 min. No Física fim desse tempo, aplicam-se os freios constantemente e o carro para num ponto B, distante 15 m de onde o foi iniciado o movimento. Determine a distancia de A até B. 95. (FEEI- SP) Um móvel parte de um certo ponto com um movimento que obedece à seguinte equação horária S = 4t², valida no SI; s é a abscissa do móvel e t o tempo. Um segundo depois, parte o outro móvel do mesmo ponto do primeiro, com movimento uniforme seguindo a mesma trajetória. Qual é a menor velocidade que devera ter esse segundo móvel afim de encontrar o primeiro? 96. (EEM – SP) Por questões de segurança, uma composição do metro não deve ultrapassar os seguintes máximos: Velocidade = 20 m/s; Frenagem = 2,0 m/s²; Aceleração = 4,0 m/s² Qual é a o menor tempo que a composição leva para partir de uma estação a outra e parar em outra distante entre si de 4,0 km? 97. (EEM – SP) Um ponto material parte do repouso e percorre uma trajetória retilínea, de tal forma que, em cada intervalo de tempo de 1 s, a distancia por ele percorrida é igual ao dobro da percorrida no segundo anterior. Sabe-se que, a contar do inicio do movimento, ele leva 4 s para percorrer 30 m. a) Determine a velocidade média do móvel entre os instantes 2 s e 3 s; b) Pode-se afirmar que esse movimento seja uniformemente acelerado? Por quê? 98. (Mackenzie) O recordista mundial dos 100 m rasos cumpriu o percurso num intervalo de tempo próximo dos 10 s. Se o movimento do corredor fosse uniformemente acelerado a partir do repouso e durante toda a corrida, sua velocidade escalar no instante da chegada seria próxima de: 99. (Mackenzie-SP) Uma partícula inicialmente em repouso descreve um movimento retilíneo uniformemente variado e em 10 s, percorre metade do espaço total previsto. A segunda metade desse espaço será percorrida em, aproximadamente: 100. (Mackenzie – SP) Uma partícula desloca-se em trajetória retilínea e, a partir do instante t = 0 s, sua posição (S), em metros, varia segundo a função S = – 4 + 2t. Desde o instante t = 5 s, a mesma passa a sofrer um freamento uniforme e pára após um intervalo de 4 s. A posição da partícula no instante da parada é: 101. (E. E. Mauá – SP) Um ponto material executa um movimento retilíneo uniformemente variado pelas equações: 𝑥 − 𝑥𝑜 = 𝑎𝑡 2 e 𝑣 − 𝑣𝑜 = 𝑏𝑡 Determine os valores de vo e a relação de b/a 102. (ITA –SP) Um móvel de origem do eixo x com velocidade constante igual a 3 m/s. No instante t = 6s o móvel sofre uma aceleração de – 4 m/s². A equação horária a partir do instante t = 6s será: www.cursoprogressao.com.br 2368/09 - 4/6 a) 𝑆 = 3𝑡 − 2𝑡² b) 𝑆 = 18 + 3𝑡 − 2𝑡² c) 𝑆 = 18 − 2𝑡² d) 𝑆 = −72 + 27𝑡 − 2𝑡² e) 𝑆 = 27𝑡 − 2𝑡² 103. (ITA-SP) Um móvel A parte da origem O, com velocidade inicial nula, no instante to = 0 e percorre o eixo OX com aceleração constante a. Após um intervalo de tempo ∆𝑡, contado a partir da saída de A, um segundo móvel B parte de O com uma aceleração igual a n.a, sendo n > 1, B alcançará A no instante: a) t=( √n √n−1 b) t=( c) t=( √n−1 d) t=( √n+1 e) t=( √n √n−1 √n √n √n √n−1 + 1) ∆𝑡 − 1) ∆𝑡 ) ∆𝑡 ) ∆𝑡 ) ∆𝑡 104. (Alonso e Finn) Um carro percorre a linha OX com movimento uniformemente acelerado. Nos instantes t1 e t2, suas posições são x1 e x2, respectivamente. Mostrar que a aceleração do carro é: 𝑥2 𝑡1 − 𝑥1 𝑡2 𝑎 = 2( ) 𝑡1 𝑡2 [𝑡2 − 𝑡1 ] 105. (Alonso e Finn) Dois carros A e B, movem-se no mesmo sentido com velocidade VA e VB, respectivamente. Quando o carro A está a distancia d atrás de B, o motorista do carro A pisa no freio, o que causa uma desaceleração constante a. Demonstrar que, para não haver colisão entre A e B, é necessário que 𝑣𝐴 − 𝑣𝐵 > √2𝑎𝑑 Física www.cursoprogressao.com.br 2368/09 - 5/6 GABARITO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. V = 6t V = -8t V = 2t V=2 V=3 V=4 V=3 V=3 V = 4 - 4t V = 4t – 6t V = -1 + 8t 3 m , 4 m/s, -12m/s² 2 km, - 3 km/h, 4 km/h² 0, 4 km/h, -10 km/h² 6 m; 0 m/s; -6 m/s² 1 m/s; - 6 m/s, 4 m/s² 20 m; 4 m/s; 10 m/s² 40 m; - 13 m/s; 2 m/s² 0, - 2 km/h, 8 km/h² – 2 km; 0; 1 km/h² 3 km/h, 4 km/h² 5 m/s; - 2 m/s² -2 cm/s; 6 cm/s² 0; 4 km/h² 1 m/s² 4 m/s² 2 m/s² 1 m/s² 5 m/s² 2 m/s² 3 m/s² 10 m/s² – 5 m/s² 2 m/s² 50 m/s 30 m/s 3 m/s² 360 km/h 25 s 4m 10 m/s² 1s 114 m 5 m/s² 20 m/s 12 m/s 125 m – 2 m/s² e 10 s – 3,75 m/s² 16 m/s² - 7,5 m/s² e 4 s 2s 2s 2,5 s Nunca 2s 15 s 25 s 250 s 4s 2,5 s Nunca, só no instante da partida 3s 4s 4s 5s Física 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. Nunca t>0s t>4h t>0s t>2s Nunca 0<t<1 Nunca 15 m/s a) b) 17,5 m/s 87,5 s a) 54 m/s b) 432 m 78. 2s 79. 1 s e 4 m ou 3 s e 33 m 80. a) 20 s b) 60 m/s 81. a) 2s b) Sim 82. a) 8s b) 171,5 m c) 21,25 m/s 83. 40 km; 84. a) 2,5 m/s b) 5√2 m/s 85. a) 20 s b) 10 m/s 86. 10 m/s 87. C 88. 30 m 89. – 4,5 ,m/s² 90. 2s 91. –1m 92. 16 m/s 93. 125 m 94. 5016,5 m 95. 16 m/s² 96. 107,5 s 97. a) 4 m/s b) Sim 98. 20 m/s 99. 4 √5 s6 m 100. 0 e b/a = 2 101. D 102. E 103. Demonstração 104. Demonstração. www.cursoprogressao.com.br 2368/09 - 6/6