GREGOR MENDEL LISTA DE CINEMÁTICA PROFO WILSON 1. (Upe 2013) Um automóvel vai de P até Q, com velocidade escalar média de 20 m/s e, em seguida, de Q até R, com velocidade escalar média de 10 m/s. A distância entre P e Q vale 1 km, e a distância entre Q e R, 2 km. Qual é a velocidade escalar média em todo o percurso em m/s? a) 15 b) 12 c) 9 d) 10 e) 20 2. (Pucrj 2013) Na Astronomia, o Ano-luz é definido como a distância percorrida pela luz no vácuo em um ano. Já o nanômetro, igual a 1,0  10–9 m, é utilizado para medir distâncias entre objetos na Nanotecnologia. Considerando que a velocidade da luz no vácuo é igual a 3,0  108 m/s e que um ano possui 365 dias ou 3,2  107 s, podemos dizer que um Ano-luz em nanômetros é igual a: a) 9,6  1024 b) 9,6  1015 c) 9,6  1012 d) 9,6  106 e) 9,6  10–9 3. (Espcex (Aman) 2013) Um carro está desenvolvendo uma velocidade constante de 72 km/h em uma rodovia federal. Ele passa por um trecho da rodovia que está em obras, onde a velocidade máxima permitida é de 60 km/h Após 5s da passagem do carro, uma viatura policial inicia uma perseguição, partindo do repouso e desenvolvendo uma aceleração constante. A viatura se desloca 2,1km até alcançar o carro do infrator. Nesse momento, a viatura policial atinge a velocidade de: a) 20 m/s b) 24 m/s c) 30 m/s d) 38 m/s e) 42 m/s 4. (Upf 2012) Uma loja divulga na propaganda de um carro com motor 1.0 que o mesmo aumenta sua velocidade de 0 a 100 km/h em 10 s enquanto percorre 277 m. De acordo com essas informações, pode-se afirmar que o carro apresenta: a) uma aceleração escalar média de 10 km/h 2 b) uma aceleração escalar média de 27,7 m/s 2 c) uma velocidade escalar média de 27,7 m/s d) uma velocidade escalar média de 10 km/h e) um deslocamento com velocidade constante 5. (Ufpr 2012) Num teste de esforço físico, o movimento de um indivíduo caminhando em uma esteira foi registrado por um computador. A partir dos dados coletados, foi gerado o gráfico da distância percorrida, em metros, em função do tempo, em minutos, mostrado abaixo: De acordo com esse gráfico, considere as seguintes afirmativas: Página 1 de 12 GREGOR MENDEL LISTA DE CINEMÁTICA PROFO WILSON 1. A velocidade média nos primeiros 4 minutos foi de 6 km/h. 2. Durante o teste, a esteira permaneceu parada durante 2 minutos. 3. Durante o teste, a distância total percorrida foi de 1200 m. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. d) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. 6. (G1 - ifpe 2012) Toda manhã, um ciclista com sua bicicleta pedala na orla de Boa Viagem durante 2 horas. Curioso para saber sua velocidade média, ele esboçou o gráfico velocidade escalar em função do tempo, conforme a figura abaixo. A velocidade média, em km/h, entre o intervalo de tempo de 0 a 2 h, vale: a) 3 b) 4 c) 6 d) 8 e) 9 7. (Enem 2012) Para melhorar a mobilidade urbana na rede metroviária é necessário minimizar o tempo entre estações. Para isso a administração do metrô de uma grande cidade adotou o seguinte procedimento entre duas estações: a locomotiva parte do repouso em aceleração constante por um terço do tempo de percurso, mantém a velocidade constante por outro terço e reduz sua velocidade com desaceleração constante no trecho final, até parar. Qual é o gráfico de posição (eixo vertical) em função do tempo (eixo horizontal) que representa o movimento desse trem? a) b) c) Página 2 de 12 GREGOR MENDEL LISTA DE CINEMÁTICA PROFO WILSON d) e) 8. (Espcex (Aman) 2012) O gráfico abaixo representa a velocidade(v) de uma partícula que se desloca sobre uma reta em função do tempo(t). O deslocamento da partícula, no intervalo de 0s a 8s foi de: a) – 32m b) – 16m c) 0 m d) 16 m e) 32 m TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: O tempo de reação tR de um condutor de um automóvel é definido como o intervalo de tempo decorrido entre o instante em que o condutor se depara com urna situação de perigo e o instante em que ele aciona os freios. (Considere dR e dF, respectivamente, as distâncias percorridas pelo veículo durante o tempo de reação e de frenagem; e dT, a distância total percorrida. Então, dT = dR + dF). Um automóvel trafega com velocidade constante de módulo v = 54,0 km/h em uma pista horizontal. Em dado instante, o condutor visualiza uma situação de perigo, e seu tempo de reação a essa situação é de 4/5 s, como ilustrado na sequência de figuras a seguir. Página 3 de 12 GREGOR MENDEL LISTA DE CINEMÁTICA PROFO WILSON 9. (Ufrgs 2012) Ao reagir à situação de perigo iminente, o motorista aciona os freios, e a velocidade do automóvel passa a diminuir gradativamente, com aceleração constante de módulo 7,5 m/s2. Nessas condições, é correto afirmar que a distância dF é de: a) 2,0 m. b) 6,0 m. c) 15,0 m. d) 24,0 m. e) 30,0 m. 10. (Ufrgs 2012) Em comparação com as distâncias dR e dF, já calculadas, e lembrando que dT = dR + dF, considere as seguintes afirmações sobre as distâncias percorridas pelo automóvel, agora com o dobro da velocidade inicial, isto é, 108 km/h. I. A distância percorrida pelo automóvel durante o tempo de reação do condutor é de 2d R. II. A distância percorrida pelo automóvel durante a frenagem é de 2dF. III. A distância total percorrida pelo automóvel é de 2dT. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas I e III. e) I, II e III. 11. (Ufrj 2011) Um avião vai decolar em uma pista retilínea. Ele inicia seu movimento na cabeceira da pista com velocidade nula e corre por ela com aceleração média de 2,0 m/s2 até o instante em que levanta voo, com uma velocidade de 80 m/s, antes de terminar a pista. a) Calcule quanto tempo o avião permanece na pista desde o início do movimento até o instante em que levanta voo. b) Determine o menor comprimento possível dessa pista. 12. (Uesc 2011) Um veículo automotivo, munido de freios que reduzem a velocidade de 5,0m/s, em cada segundo, realiza movimento retilíneo uniforme com velocidade de módulo igual a 10,0m/s. Em determinado instante, o motorista avista um obstáculo e os freios são acionados. Considerando-se que o tempo de reação do motorista é de 0,5s, a distância que o veículo percorre, até parar, é igual, em m, a: a) 17,0 b) 15,0 c) 10,0 d) 7,0 e) 5,0 Página 4 de 12 GREGOR MENDEL LISTA DE CINEMÁTICA PROFO WILSON 13. (Eewb 2011) O gráfico abaixo representa a velocidade em função do tempo de um objeto em movimento retilíneo. Calcule a velocidade média entre os instantes t = 0 e t = 5h. a) 5,0 m/s b) 5,5 m/s c) 6,0 m/s d) 6,5 m/s TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Um meio de transporte é tanto mais eficiente quanto menor for a energia consumida para transportar cada pessoa por certa distância. Na figura abaixo são mostrados diversos meios de locomoção e seu consumo, em J/km por pessoa, para certa velocidade. 14. (Unicamp simulado 2011) Analisando a figura acima é correto afirmar que a energia consumida na situação de maior eficiência em um percurso de 2 horas é de: a) 0,6 kJ. b) 1,2 kJ. c) 160 kJ. d) 640 kJ. 15. (Ufba 2010 – 2 FASE) As comemorações dos 40 anos da chegada do homem à Lua trouxeram à baila o grande número de céticos que não acreditam nessa conquista humana. Em um programa televisivo, um cientista informou que foram deixados na Lua espelhos refletores para que, da Terra, a medida da distância TerraLua pudesse ser realizada periodicamente, e com boa precisão, pela medida do intervalo de tempo Δ t que um feixe de laser percorre o caminho de ida e volta. Um grupo acompanhou uma medida realizada por um cientista, na qual Δ t = 2,5s. Considerando que a velocidade da luz, no vácuo, é igual a 3.108 m/s e desprezando os efeitos da rotação da Terra, calcule a distância Terra-Lua. Página 5 de 12 GREGOR MENDEL PROFO WILSON LISTA DE CINEMÁTICA 16. (Unemat 2010) O gráfico em função do tempo mostra dois carros A e B em movimento retilíneo. Em t = 0 s os carros estão na mesma posição. Com base na análise do gráfico, é correto afirmar. a) Os carros vão estar na mesma posição nos instantes t = 0 s e t = 4,0. b) Os carros não vão se encontrar após t = 0, porque a velocidade de A é maior que a do carro B. c) Os carros vão se encontrar novamente na posição S = 10 m. d) Os carros não vão se encontrar, porque estão em sentidos contrários. e) Os instantes em que os carros vão estar na mesma posição é t = 0 s e t = 8,0 s. 17. (Pucrj 2010) Os vencedores da prova de 100 m rasos são chamados de homem/mulher mais rápidos do mundo. Em geral, após o disparo e acelerando de maneira constante, um bom corredor atinge a velocidade máxima de 12,0 m/s a 36,0 m do ponto de partida. Esta velocidade é mantida por 3,0 s. A partir deste ponto, o corredor desacelera, também de maneira constante, com a = − 0,5 m/s 2, completando a prova em, aproximadamente, 10 s. É correto afirmar que a aceleração nos primeiros 36,0 m, a distância percorrida nos 3,0 s seguintes e a velocidade final do corredor ao cruzar a linha de chegada são, respectivamente: a) 2,0 m/s2; 36,0 m; 10,8 m/s. b) 2,0 m/s2; 38,0 m; 21,6 m/s. c) 2,0 m/s2; 72,0 m; 32,4 m/s. d) 4,0 m/s2; 36,0 m; 10,8 m/s. e) 4,0 m/s2; 38,0 m; 21,6 m/s. 18. (Ufpa 2008) Considere o texto e a figura mostrados a seguir. "Na semana passada, foram exatos 3 centésimos de segundo que permitiram ao jamaicano Asafa Powell, de 24 anos, bater o novo recorde mundial na corrida de 100 m rasos e se confirmar no posto de corredor mais veloz do planeta. Powell percorreu a pista do estádio de Rieti, na Itália, em 9,74 s, atingindo a velocidade média de 37 km/h. Anteriormente, Powell dividia o recorde mundial, de 9,77 s, com o americano Justin Gatlin, afastado das pistas por suspeita de doping." Revista "Veja", edição de 19 de setembro de 2007. Baseado no texto e na figura julgue as afirmações a seguir: Página 6 de 12 GREGOR MENDEL LISTA DE CINEMÁTICA PROFO WILSON I. O movimento do atleta é acelerado durante toda a corrida. II. A aceleração do atleta é negativa no trecho entre 60 m e 100 m. III. A máxima velocidade atingida pelo atleta é da ordem de 11,9 m/s. IV. No trecho entre 50 m e 60 m, o movimento do atleta é uniforme. Estão corretas somente a) I e II b) II e III c) I e IV d) I, II e IV e) II, III e IV 19. (G1 - cftsc 2007) Um móvel efetua um movimento retilíneo uniformemente variado, obedecendo à função horária S = t2 + 5, onde o espaço S é medido em metros e o instante t em segundos. A velocidade do móvel no instante t = 10 s vale: a) 15 m/s. b) 10 m/s. c) 5 m/s. d) 2 m/s. e) 20 m/s. 20. (Ufal 2006) Considere o gráfico v × t do movimento de um corpo que parte da origem de um referencial e se desloca em linha reta. A seguir, analise as afirmações. a) ( ) Nos intervalos de tempo de 2,0 s a 4,0 s e de 6,0 s a 8,0 s o corpo permanece em repouso. b) ( ) De 0 até 8,0 s só há um trecho de movimento uniformemente acelerado. c) ( ) De 0 até 8,0 s só há um trecho de movimento uniformemente retardado. d) ( ) O afastamento máximo da origem do referencial é maior do que 40 m. e) ( ) O corpo passa somente uma vez pela posição 30 m. 21. (EBMSP 2011.2 – 2 fase) A figura representa o gráfico da velocidade, em função, desenvolvida por uma pessoa que faz uma corrida matinal. Determine, a partir da figura, o tempo gasto por essa pessoa para percorrer a distância de 3,0 km. Página 7 de 12 GREGOR MENDEL PROFO WILSON LISTA DE CINEMÁTICA 22. (EBMSP 2013.2 – 2 fase) A corrida, exercício de baixa ou moderada intensidade, tem importância fundamental no combate aos radicais livres. Da análise do gráfico da aceleração em função do tempo, determine a velocidade escalar média desenvolvida por uma pessoa que inicia uma corrida a partir do repouso. Gabarito Resposta da questão 1: [B] Como sabemos: Vm  ΔS Δt De P a Q  20  1000  Δt1  50s Δt1 De Q a R  10  2000  Δt 2  200s Δt 2 De P a R  Vm  3000  12 m/s 250 Resposta da questão 2: [A] V ΔS ΔS  3x108   ΔS  9,6x1015 m  9,6x1024 m Δt 3,2x107 Resposta da questão 3: [E] Dados: v1 = 72 km/h = 20 m/s; t = 5 s; d = 2,1 km = 2.1000 m O carro desloca-se em movimento uniforme. Para percorrer 2,1 km ou 2.100 m ele leva um tempo t: d  v1 t  2.100  20 t  t  105 s. Para a viatura, o movimento é uniformemente variado com v0 =0. Sendo v2 sua velocidade final, temos: 2.100  2  v  v2 v d 0   t  t   2.100  2 105  5   v 2  2 2 100 v 2  42 m / s. Resposta da questão 4: [C] A velocidade escalar média é: v ΔS 277  Δt 10  vm  27,7 m / s. Resposta da questão 5: [E] Página 8 de 12 GREGOR MENDEL PROFO WILSON LISTA DE CINEMÁTICA 1. Verdadeiro. Vm  ΔS 600  200 100m    0,1km  60 / h  6km / h Δt 4 min 2. Verdadeiro. Observe que entre 6 e 8 minutos a posição não muda. 3. Verdadeiro. ΔS  1400  200  1200m . Resposta da questão 6: [D] A “área” no diagrama vt é numericamente igual ao espaço percorrido (d). Dividimos a figura em 2 partes e calculamos a “área” da seguinte forma: d  A1  trapézio   A 2 retângulo   10  2   1/2 10  1  6  10  16 km. Mas o tempo total gasto é t = 2 h. Então a velocidade média é: vm  d/t  16/2  8 km/h. Resposta da questão 7: [C] 1º Trecho: movimento acelerado (a > 0) para cima. 2º Trecho: movimento uniforme (a = 0) crescente.  o gráfico da posição em função do tempo é uma curva de concavidade  o gráfico da posição em função do tempo é um segmento de reta 3º Trecho: movimento desacelerado (a < 0) para baixo.  o gráfico da posição em função do tempo é uma curva de concavidade Resposta da questão 8: [C] As áreas da figura abaixo representam o deslocamento. Como uma é positiva e a outra negativa de mesmo módulo, o deslocamento total é nulo. Resposta da questão 9: [C] Utilizando a equação de Torricelli, temos: v 2  v 02  2a ΔS 02  152  2( 7,5)dF 15 dF  152 dF  15 m Resposta da questão 10: [A] Valores e resultados já obtidos nas questões anteriores, em que a velocidade inicial de frenagem é igual a 54 km/h = 15 m/s; a = -7,5 m/s2; dR = 12 m; dF = 15 m; dT = 27 m. Refazendo os cálculos para a velocidade inicial de frenagem igual a 108 km/h: I. Convertendo a velocidade para unidades SI: vM  108 3,6  30 m s Sendo o tempo de reação igual a  4 5  s, temos: 4  64 5  24 m dR2  30  dR2  dR2  2dR (Verdadeiro) Página 9 de 12 GREGOR MENDEL PROFO WILSON LISTA DE CINEMÁTICA II. Utilizando a equação de Torricelli, temos v 2  v 02  2a ΔS 02  302  2( 7,5)dF2 15 dF2  900 dF2  60 m  dF2  4dF (Falso) III. A distância total dR percorrida no primeiro caso: dT  dR  dF dT  12  15 dT  27 m A distância total dR2 percorrida no primeiro caso: dT2  dR2  dF2 dT2  24  60 dT2  84 m (Falso) Resposta da questão 11: Da definição de aceleração escalar média: v v 80  0 am   t    t am 2 t  40 s. Da equação de Torricelli: v 2  v 02  2 am S  S  802 4  S  1.600 m. A pista deve ter comprimento mínimo igual à distância percorrida pelo avião na decolagem. Assim, D = 1.600 m. Resposta da questão 12: [B] a V 0  10  5   t  2,0s t t A figura mostra o gráfico da variação de velocidade em função do tempo A área sombreada é numericamente igual ao deslocamento. S  2,5  0,5.10  15m . 2 Resposta da questão 13: [D] A área da figura sombreada é numericamente igual ao deslocamento. ΔS  30  60  27  117km . Vm  ΔS 117 117  km / h  m / s  6,5m / s . Δt 5 5x3,6 Resposta da questão 14: [B] Página 10 de 12 GREGOR MENDEL PROFO WILSON LISTA DE CINEMÁTICA Da figura, vemos que a maior eficiência é para a velocidade de 6 km/h, sendo o consumo igual a 100 J/km. A distância percorrida em 2 h é: S = v t = 6 (2) = 12 km. A energia consumida é: E = 12 km  100 J = 1.200 J  E = 1,2 kJ. km Resposta da questão 15: Dados: Δ t = 2,5 s; v = 3  108 m/s. Sendo d a distância da Terra à Lua, no caminho de ida e volta, a distância percorrida é 2d. Então, da cinemática: v t 3  108  2,5 S  v t  2 d  v t  d    2 2 8 d  3,75  10 m  375.000.000 m  d  375.000 km. Resposta da questão 16: [A] De acordo com o enunciado, no instante t = 0, os dois móveis estão na mesma posição, portanto essa é um instante de encontro. Adotando essa posição como origem (S0 = 0), montemos as funções horárias dos espaços para os dois movimentos: Móvel A: descreve movimento uniforme (MU) com velocidade de 10 m/s. Então: SA = S0 + v t  SA = 10 t. Móvel B: descreve movimento uniformemente variado (MUV) a partir do repouso (v0 = 0). A aceleração escalar é: a= v 10  5 m/s2. = 2 t Então: SB = S0 + v0 t + a 2 5 t  SB = t 2 . 2 2 Igualando as funções horárias: S B = SA  5 2 t  10t  t 2  4 t  0  t(t – 4) = 0  2 t = 0 ou t = 4 s. Resposta da questão 17: [A] Dividamos o movimento em três etapas. 1ª etapa: o corredor acelera de v0 = 0 a v = 12 m/s, num deslocamento S1 = 36 m. Aplicando a equação de Torricelli: v 2  v 02  2 a S1  122 = 2 a (36)  a = 144  a = 2 m/s2. 72 2ª etapa: o corredor mantém velocidade constante, v = 12 m/s, durante t2 = 3 s, deslocando-se S2. S2 = v t2 = 12 (3)  S2 = 36 m. 3ª etapa: Ao iniciar essa etapa final, o corredor já percorreu: D = 36 + 36 m  D = 72 m. Resta-lhe percorrer: S3 = 100 – 72  S3 = 28 m, com desaceleração constante de a3 = – 0,5 m/s2, a partir da velocidade inicial v03 = 12 m/s. Aplicando novamente a equação de Torricelli: 2 v 2  v 03  2 a3 S3  v2 = 144 + 2 (–0,5) (28) = 116  v  116  v = 10,8 m/s. Página 11 de 12 GREGOR MENDEL LISTA DE CINEMÁTICA PROFO WILSON Resposta da questão 18: [E] Note que a velocidade do atleta aumenta até 43 km/h = 43  11,9m/s, mantém-se constante entre os 50m e os m/s 3,6 60m e reduz-se nos últimos 40m. I. O movimento do atleta é acelerado durante toda a corrida. ERRADO II. A aceleração do atleta é negativa no trecho entre 60 m e 100 m.CERTO III. A máxima velocidade atingida pelo atleta é da ordem de 11,9 m/s.CERTO IV. No trecho entre 50 m e 60 m, o movimento do atleta é uniforme.CERTO Resposta da questão 19: [E] Resposta da questão 20: FFVFF Página 12 de 12