1º ANO – 3º BIMSTRE – 2010 - MATERIAL DE APOIO – PROF. GILMAR 1- Um automóvel descreve um MUV com aceleração de – 3m/s2 em movimento retilíneo. Construa o diagrama a x t e determine a variação de velocidade sofrida pelo automóvel entre os instantes t 1 = 2s e t2 = 5s. Resolução: V N Área = (5 – 2) . (– 3 ) = – 9 m/s2 2- Um corpo descreve um movimento uniformemente variado, com velocidade que obedece à seguinte função horária: V = - 20 + 5t (SI). Determine: a) a velocidade inicial e a aceleração do movimento b) sua velocidade no instante t = 8s c) o instante de tempo em que a velocidade se anula Resolução: a) V = V0 + at V0 = – 20 m/s e a = 5 m/s2 b) V = – 20 + 5t V = – 20 + 5 . 8 = 20 m/s c) 0 = – 20 + 5t 5t = 20 t = 4s 3- Um automóvel move-se em linha reta, partindo do espaço S0 = 3 m com velocidade inicial de − 4 m/s. Sabendo-se que sua aceleração permanece constante e igual a 4 m/s 2, determine: a) a função horária dos espaços para o movimento b) a função horária da velocidade c) os gráficos S x t e V x t Resolução: a) S = 3 – 4 t + 4t2/2 S = 3 – 4 t + 2 t2 (SI) b) V = – 4 + 4 t (SI) 4- Um carro com velocidade 20 m/s é freado bruscamente à razão de -5 m/s2, até parar. Qual o seu deslocamento durante a freagem? Resolução: V0 = 20 m/s a = –5 m/s2 V=0 V2 = V02 + 2 a ΔS 0 = (20)2 + 2 (–5) ΔS – 400 = –10 ΔS ΔS = 40 m 5- A velocidade de um móvel varia com o tempo, obedecendo à função V = –30 + 5t (SI). Determine: a) a velocidade inicial e a aceleração b) o instante de mudança de sentido do movimento c) os intervalos de tempo em que o movimento é retardado e em que o movimento é acelerado Resolução: V = V0 + at V = −30 + 5t a) V0 = −30m/s e a = 5m/s2 b) V = 0 → 0 = −30 + 5t t = 6s c) a > 0 em t = 6s, V = 0 e a partir daí, V > 0 Retardado de 0 a 6 segundos e acelerado de 6s em diante. 6- O espaço de um móvel varia com o tempo de acordo com a seguinte função: S = 2t2 – 8t + 10 (SI). Determine: a) o espaço inicial, a velocidade inicial e a aceleração b) o instante da inversão do sentido do movimento c) a classificação do movimento Resolução: S = S0 + V0t + at2/2 S = 10 − 8t + 2t2 a) S0 = 10 m V0 = − 8 m/s a = 4 m/s2 b) V = V0 + at V = −8 + 4 t V = 0 → 0 = −8 + 4t t = 2s c) a > 0 Para t > 2s, V > 0 e para t < 2s, V < 0 De 0 a 2 s → retardado De 2 s em diante → acelerado 7- (FM ABC) A função horária do movimento de uma partícula é expressa por S = t2 − 10t + 24 (SI). A posição do móvel, ao mudar de sentido, é: a) 24 m b) –25 m c) 25 m d) 1 m e) –1 m Resolução: S = 24 − 10 t + t2 V = −10 + 2 t No instante que o móvel troca de sentido ⇒ V = 0 V = −10 + 2 t t=5s 0 = −10 + 2 t S = 52 − 10 . 5 + 24 = −1 m Alternativa E 8- (MACK) O recordista mundial dos 100m rasos cumpriu o percurso num intervalo de tempo próximo a 10s. 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: a) 72 km/h b) 54 km/h c) 36 km/h d) 18 km/h e) 10 km/h Resolução: S = S0 + V0. t + at2 100 = 0 . 10 + a.102 /2 100 = 50a a = 2 m/s2 V = V0 + a . t V = 0 + 2 . 10 V = 20 m/s = 72 km/h 9- (UNISA) Um trem possui a velocidade de 108 km/h ao passar por um ponto A e, após percorrer 125 m, passa por um ponto B com velocidade de 72 km/h. A distância percorrida pelo trem até parar, medida a partir do ponto B, é: a) 50 m b) l00 m c) 225 m d) 301 m e) 426 m Resolução: V0 = 108 km/h = 30 m/s ΔS = 125 m VF = 72 km/h = 20 m/s VF2 = V02 + 2 . a . ΔS 400 = 900 + 250 . a a = −2 m/s2 Quando pára: V = 20 m/s a = −2 m/s2 V2 = V02 + 2 . a . ΔS 0 = 400 − 4 . ΔS ΔS = 100 m Alternativa B 10- (FAAP) Um motorista de automóvel, viajando a 90 km/h, vê um obstáculo a 500 m.Verificar qual a aceleração que deve introduzir nos freios para que possa parar a tempo. Resolução: VF = 0 ΔS = 500 m V0 = 90 km/h = 25 m/s VF2 = V02 + 2 . a . ΔS 0 = 252 + 2 . a . 500 −625 = 1000 a a = −0,625 m/s2 11- FUVEST- Um corpo se movimenta sobre o eixo x, de acordo com a equação horária: x = 2,0 + 2,0 t − 2,0 t2, onde t é dado em segundos e x, em metros. a) Qual a velocidade escalar média entre os instantes t = 0 e t = 2,0 s ? b) Qual é a velocidade escalar no instante t = 2,0 s ? Resolução: a) Para t = 0, x = 2 m Para t = 2s, x = 2 + 4 − 2 . 4 = −2 m V = ΔS/Δt= (-2-2)/2 = −2 m/s b) V = 2 − 4t Para t = 2s, V = 2 − 4 . 2 = −6 m/s 12- FUVEST- Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e aceleração 2 m/s2. Pode-se dizer que sua velocidade e a distância percorrida, após 3 segundos, valem, respectivamente: a) 6 m/s e 9 m b) 6 m/s e l8 m c) 3 m/s e 12 m d) 12 m/s e 36 m e) 2 m/s e 12 m Resolução: a = 2 m/s2 V0 = 0 m/s V=? Δt = 3s V = V0 + at V = 2 . 3 = 6 m/s V2 = 0 + V02 + 2 . a . ΔS 36 = 2 . 2 . ΔS ΔS = 9 m Alternativa A 13- Um móvel em M.U.V. obedece à seguinte função horária: S = 24 + 12 t − 2 t2 (SI). Determinar: a) S0, V0 e a b) a função horária da velocidade c) o instante da inversão do movimento d) os diagramas S x t e V x t e) a classificação do movimento Resolução: a) S0 = 24 m, V0 = 12 m/s, α = − 4 m/s2 b) V = V0 + at V = 12 − 4t (S.I.) c) Na inversão, V = 0 0 = 12 − 4t 4t = 12 t = 3s 14- Dois pontos materiais A e B passaram simultaneamente (no instante t = 0) pela origem dos espaços de uma mesma trajetória retilínea. Suas velocidades escalares variam com o tempo, segundo o gráfico abaixo. a) Escreva as respectivas equações horárias dos espaços. b) Determine o instante em que A alcança B, após ambos terem passado pela origem dos espaços. Resolução: a) para o móvel A (MUV) V0 = 2 m/s a = 2 m/s2 SA = S0 + V0 . t + at2/2 SA = 0 + 2t + 2t2/2 SA = 2t + t2 para o móvel B (MU) SB = S0 + Vt SB = 0 + 8t SB = 8t b) SA = SB 2t + t2 = 8t t2 – 6t = 0 t . (t – 6) = 0 t = 0 (origem) ou t = 6s 15- ITA- Um móvel parte da origem do eixo x com velocidade constante igual a 3 m/s. No instante t = 6 s , o móvel sofre uma aceleração (α) = – 4 m/s2. A equação horária a partir do instante t = 6 s será: a) x = 3t – 2t2 b) x = 18 + 3t – 2t2 2 c) x = 18 – 2t d) x = –72 + 27t – 2t2 2 e) x = 27t – 2t Resolução: S = S0 + V0t + at2/2 S = 18 + 3(t – 6) – 4(t - 6)2/2 S = 18 + 3t − 18 − 2 (t2 − 12t + 36) S = −2t2 + 27t − 72 Alternativa D 16- UFRS Um automóvel que anda com velocidade escalar de 72 km/h é freado de tal forma que 6,0 s após o início da freada sua velocidade escalar é de 8,0 m/s. O tempo gasto pelo móvel até parar e a distância percorrida até então valem, respectivamente: a) 10 s e 100 m b) 10 s e 200 m c) 20 s e 100 m d) 20 s e 200 m e) 5 s e 150 m Resolução: V = V0 + a . t 8 = 20 + a . 6 – 12 = 6 a a = – 2 m/s2 V = V0 + a . t t = 10 s 0 = 20 – 2 . t V2 = V02 + 2a . ΔS 4ΔS = 400 0 = 202 – 2 . 2 . ΔS ΔS = 100 m