F´ısica para as Ciências Naturais – 2011/2012 – ficha 1 1. Quantos

Fı́sica para as Ciências Naturais – 2011/2012 – ficha 1
1. Quantos pés há num quilómetro? (1 pé = 30,48 cm)
2. Exprima a idade da Terra (4,5 mil milhões de anos) em segundos.
3. Um bloco tem as seguintes dimensões: comprimento: 17,8 cm, largura: 4,52 cm, altura:
0,98 cm. A massa do bloco é de 266,1 g. Qual a densidade do bloco?
4. Uma conta é confinada a mover-se ao longo de uma corda direita. A conta desloca-se
60 cm para a direita do ponto de partido, depois inverte o seu movimento, deslocandose 20 cm para a esquerda, antes de retomar o seu movimento para a direita por mais
80 cm. Qual a distância da conta do ponto de partida? Qual o deslocamento? Qual a
distância percorrida?
5. Um barco completa uma viagem de 3600 km em 8 dias e 8 horas. Qual foi a sua
velocidade média?
6. Qual a média do módulo da velocidade da Terra na sua órbita à volta da Terra? (O
raio da órbita é 1,50 × 1011 m.) Exprima o resultado em km/s.
7. Um automóvel move-se com velocidade constante ao longo de uma distância de 20 m
em 2 s; nos 3 s seguintes ele desloca-se na mesma direcção e sentido, por mais 60 m.
Qual foi a sua velocidade média:
a. nos primeiros 2 s;
b. nos 3 s seguintes;
c. durante o intervalo de 5 s?
8. Um carro completa uma viagem de 150 km com uma velocidade média de 50 km/h.
Um segundo carro, que parte 1 h mais tarde, chega ao mesmo destino no mesmo
instante que o primeiro carro. Qual foi a velocidade média do segundo carro?
9. Um objecto tem um movimento uniforme ao longo do eixo x. A sua posição é x = 3 m
quando t = 2 s, e x = 7 m quando t = 3 s.
a. Qual é a sua velocidade?
b. Exprima a posição do objecto na forma x(t) = v0 t + x0 .
10. Um objecto move-se ao longo de uma linha recta, num movimento uniformemente
acelerado com velocidade inicial de 12 m/s e aceleração de 2 m/s2 . Qual a velocidade
do objecto após 8 s?
11. Um pára-quedista cai com uma velocidade terminal de 180 km/h. Depois de abrir o
pára-quedas são precisos 2 s para diminuir a sua velocidade para 30 km/h.
a. Qual a aceleração (constante) à qual o pára-quedista é sujeito? Exprima o resultado em g.
b. Qual a distância percorrida durante esses 2 s?
1
12. Qual deve ser a aceleração constante de um avião pequeno para atingir uma velocidade
de 130 km/h, neccessária para a descolagem, numa pista de 300 m?
13. Um camião com velocidade de 72 km/h, movendo-se ao longo de uma estrada recta,
ultrapassa um carro. No momento de ultrapassagem, o carro começa a acelerar uniformemente, com uma aceleração de 1,2 m/s2 , e ultrapassa o camião ao fim de 0,5 km.
Qual era a velocidade inicial do carro?
14. Uma bola é lançada do topo de uma torre com velocidade inicial verticalmente para
cima de 40 m/s.
a. Qual a altura a que chega a bola?
b. Qual a velocidade da bola quando chega à altura original?
c. Qual a velocidade da bola 2 s depois de passar o topo da torre para baixo?
15. Um foguetão é lançado da superfı́cie da Terra com aceleração vertical de 3g. Depois
de 15 s,
a. qual a velocidade do foguetão, e
b. até que altura chegou?
16. A aceleração da gravidade na superfı́cie da Lua é somente 61 do valor na superfı́cie da
Terra. Um objecto é lançado na Lua com uma velocidade inicial vertical, para cima,
de 20 m/s.
a. Quanto tempo demora o objecto a chegar à altura máxima?
b. Qual a altura máxima?
17. Uma bola é lançada verticalmente para baixo de uma altura de 20 m, com velocidade
inicial de 7 m/s. Quanto tempo demora a bola a chegar ao chão?
18. Num dado instante um objecto tem as seguintes componentes para a velocidade:
vx = 30 m/s, vy = 40 m/s.
a. Qual o módulo da velocidade nesse instante?
b. Exprima o vector da velocidade em termos dos vectores unitários î e ĵ.
19. Num jogo para crianças, as instruções são para partir de um poste e andar 30 passos
para o Norte, 25 passos para a direcção de 30◦ Sudoeste, e 10 passos para Este. Qual
a distância final a que se encontra a criança do poste?
20. Uma pedra é lançada horizontalmente a partir de uma torre com uma altura de 85 m
acima do solo. A pedra atinge o solo a uma distância de 30 m da torre. Qual a sua
velocidade inicial?
21. Um projéctil é lançado numa direcção que faz um ângulo de 45◦ com a horizontal.
Mostre que o âlcance do projéctil é igual a quatro vezes a altura máxima atingida
(desprezando efeitos de atrito do ar).
22. Um jogador de golfe tenta atirar uma bola de golfe directamente por cima de uma
árvore de 15 m de altura que está a 100 m do ponto de partida. A bola é lançada com
2
uma velocidade de 40 m/s segundo um ângulo de elevação de 35◦ .
a. A bola passa por cima da árvore? Se sim, quantos metros acima da árvore passa
a bola?
b. A bola sobe ou desce quando passa pela árvore?
23. Um sistema de rega, colocado no chão, faz sair água de jacto com uma velocidade de
10 m/s. A água cai sobre as flores de um canteiro a uma distância de 10 m. Qual o
ângulo de inclinação do jacto?
24. Qual a velocidade angular do movimento da Terra em torno do Sol? E em torno do
seu próprio eixo?
25. Uma roldana movimentada por uma correia com um diâmetro de 30 cm roda com uma
taxa de 30 revoluções por segundo.
a. Qual o ângulo descrito em 5 s?
b. Qual a comprimento da correia que passou sobre a roldana durante esse tempo?
26. Um objecto move-se ao longo de uma trajectória circular com um raio de 2 m. A sua
aceleração centrı́peta é 3g.
a. Qual a velocidade do objecto?
b. Qual o perı́odo do movimento?
3