Primeira lista de problemas e exercícios de Física Básica I (adotar g = 9.8m/s2)

1) A Figura1 mostra o gráfico velocidade x tempo de um corredor. Qual a posição final deste corredor 16 segundos após ele ter começado a correr?

Figura 2- Gráfico da velocidade versus o tempo do corredor.

2) A cabeça de uma cascavel pode acelerar 50 m/s2 no instante do ataque. Se um carro, partindo do repouso, também pudesse imprimir essa aceleração, em quanto tempo atingiria a velocidade de 100 km/h?

3) Um jumbo precisa atingir uma velocidade de 360 km/h para decolar. Supondo que a aceleração da aeronave seja constante e que a pista seja de 1,8 km, qual o valor mínimo desta aceleração?

4) Um carro a 97 km/h é freado e pára em 43 m.a) Qual o módulo da aceleração (na verdade, da desaceleração) em unidades SI e em unidades de

g? Suponha que a aceleração é constante.b) Qual é o tempo de frenagem? Se o seu tempo de reação t reação, para frear é de 400ms (400 x 10-3

s), a quantos "tempos de reação" corresponde o tempo de frenagem?

5) Em uma estrada seca, um carro com pneus em bom estado é capaz de frear com uma desaceleração de 4,92 m/s2 (suponha constante).a) Viajando inicialmente a 24,6 ms, em quanto tempo esse carro conseguirá parar?b) Que distância o carro percorre nesse tempo?c) Faça os gráficos S versus t e v versus t para a desaceleração.

6) Os freios de um carro são capazes de produzir uma desaceleração de 5,2 m/s2.

a) Se você está dirigindo a 140 km/h e avista, de repente, um posto policial, qual o tempo mínimo necessário para reduzir a velocidade até o limite permitido de 80 km/h?

b) Trace o gráfico S versus t e v versus t para esta desaceleração. Consideramos que até o instante t = 5 s o carro vinha desenvolvendo a velocidade de 39,2 m/s, quando começou a frear até 3,2 s mais tarde, quando passou a desenvolver a velocidade de 22,4 m/s.

7) Quando a luz verde de um sinal de trânsito acende, um carro parte com aceleração constante a = 2,2 m/s2. No mesmo instante, um caminhão, com velocidade constante de 9,5 m/s, ultrapassa o automóvel.a) A que distância, após o sinal, o automóvel ultrapassará o caminhão?b) Qual a velocidade do carro nesse instante?

8) Dois trens, em movimento retilíneo, viajam na mesma direção e em sentidos opostos, um a 72 km/h e o outro a 144 km/h. Quando estão a 950 m um do outro, os maquinistas se avistam e aplicam os freios. Determine se haverá colisão, sabendo-se que a desaceleração em cada um dos trens é de 1,0 m/s2.

9) Considere que a chuva cai de uma nuvem, 1700m acima da superfície da Terra. Se desconsiderarmos a resistência do ar, com que velocidade as gotas de chuva atingiriam o solo? Seria seguro caminhar ao ar livre num temporal?

10) Um objeto é largado de uma ponte 45 m acima da água. O objeto cai dentro de um barco que se desloca com velocidade constante e estava a 12 m do ponto de impacto no instante em que o objeto foi solto. Qual a velocidade do barco?

11) Do cano de um chuveiro, a água pinga no chão, 200 cm abaixo. As gotas caem em intervalos regulares, e a primeira gota bate no chão, no instante em que a quarta gota começa a cair. Determine as posições da segunda e terceira gotas, no instante em que a primeira gota bate no chão.

12) Uma bola de chumbo é deixada cair de um trampolim localizado a 5,2 m acima da superfície de um lago. A bola chega até a água com uma certa velocidade e afunda com a mesma velocidade constante. Ele chegará ao fundo 4,8 s após ter sido largada.

a) Qual a profundidade do lago?b) Qual a velocidade média da bola?c) Suponha que toda água do lago seja drenada. A bola é atirada do trampolim, e novamente chega ao

fundo do lago 4,8 s depois. Qual a velocidade inicial da bola?

13) Uma pedra é largada de uma ponte a 43m acima da superfície da água. Outra pedra é atirada para baixo 1 s após a primeira pedra cair. Ambas chegam à água ao mesmo tempo.

a) Qual era a velocidade inicial da segunda pedra?b) Faça o gráfico da velocidade versus tempo para cada pedra, considerando t = 0 o instante em

que a primeira pedra foi largada.

Como resolver problemas de Física

1ª ETAPA: LER O PROBLEMA: É preciso saber ler, quer dizer, ser capaz de imaginar a cena que o enunciado descreve. Nem sempre entendemos tudo o que está escrito, mas podemos estar atentos aos detalhes para "visualizar" corretamente o que se está dizendo.

2ª ETAPA: FAZER UM ESQUEMA: Fazer um esquema ou desenho simples da situação ajuda a visualizá-la e a resolvê-la. Procure indicar em seus esquemas informações básicas como o sentido e os valores envolvidos. Preste atenção que uma frase como "dar ré" indica o sentido do movimento do objeto em questão.

3ª ETAPA: MONTE AS EQUAÇÕES E FAÇA AS CONTAS: Uma equação só faz sentido se você sabe o que ela significa. Sabemos que é possível resolver a nossa questão porque há a conservação da quantidade movimento total de um sistema. Quer dizer, a soma das quantidades de movimento antes e depois do choque deverá ter o mesmo valor. Com isso, você consegue montar as contas.

4ª ETAPA: INTERPRETE OS VALORES. (A ETAPA MAIS IMPORTANTE!) Muito bem, você achou um número! Mas ainda não resolveu o problema. Não queremos saber somente o número, mas também o que aconteceu. O número deve nos dizer isso. Olhando para ele você deve ser capaz de chegar a alguma conclusão. DESCONFIE DOS NÚMEROS!!! Existe uma coisa que se chama erro nas contas, que pode nos levar a resultados errados. Pense bem no que o número está lhe dizendo e avalie se é uma coisa razoável. Se achar que há um erro, confira suas contas e o seu raciocínio. Se o número insistir em lhe dizer coisas absurdas, considere a possibilidade de que aquilo que você esperava não ser realmente o que acontece na prática.

Gabarito da Primeira Lista de Problemas e exercícios de Física Básica I

Problema Resposta1 d = 100m2 T = 0,57s3 a = 2,7 m/s2 (a = 2,7 g)4 a) a = 8,2 m/s2 (a = 0,84 g); b) t = 3,62s5 a) t = 5s; b) d = 61,5 m6 a) t = 3,2s7 a) d = 81,7 m; b) v = 18,9 m/s8 D = 1000m, a colisão acontecerá9 v = 657 Km/h10 V = 14,1 Km/h11 h1 = 2m, h2 = 8/9 m e h3 = 2/9 m12 a) h2 = 38,06 m; b) v = 9,01 m/s; c) v0 = 14,51 m/s13 v0 = 12,2 m/s