Lista de exerc+¡cio 1 - Fisica I - Movimento retil+¡neo

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1. Durante um forte espirro seus olhos podem fechar 0,5 s. Se você estiver dirigindo um carro a 90 km/h e espirrar de quanto se desloca o carro durante o espirro? 2. Um automóvel viaja em uma estrada reta por 40 km a 30 km/h. Depois, continuando no mesmo sentido, percorre outros 40 km a 60 km/h. (a) Qual é a velocidade média do carro durante essa viagem de 80 km? (b) Faça o gráfico x versus t deste movimento. 3. Em uma viagem um carro sobe um morro com uma velocidade constante de 40 km/h e desce com velocidade constante de 60 km/h. Calcule sua velocidade escalar média no percurso. 4. A posição de um objeto movendo-se ao longo de um eixo x é dado por x=3 t4 t 2 + t 3 , onde x está em metros e t em segundos. (a) Encontre a posição do objeto para os seguintes valores de t: t 1 = 1 s, t 2 = 3 s e t 3 = 4 s. (b) Qual é sua velocidade média para o intervalo de tempo de t = 2 s a t = 4 s? (c) Encontre a expressão da velocidade em função do tempo para esse objeto. (d) Qual a velocidade do objeto para os instantes t 1, t 2 e t 3 ? (e) Encontre a expressão da aceleração em função do tempo para esse objeto. (f) Qual a aceleração objeto para os instantes t 1, t 2 e t 3 ? 5. Repita o exercício anterior para o movimento descrito por x=−15 t+ 0,1 t 3 . 6. Repita o exercício anterior para o movimento descrito por x=4 t 3 . 7. A posição de uma partícula movendo-se ao longo do eixo x é dada por x=12 t 2 2 t 3 , com x em metros e t em segundos. (a) Determine a posição, a velocidade e a aceleração da partícula no instante t = 3 s. (b) Qual é a coordenada positiva máxima alcançada pela partícula? (c) Em que instante esta velocidade é alcançada? (d) Qual é a velocidade máxima alcançada pela partida? (e) Em que instante ela é alcançada? (f) Qual é a aceleração da partícula no instante em que ela não está se movendo? 8. Um múon entra em uma região com velocidade de 5,0x10 6 m/s e passa a ser desacelerado a uma taxa de 1,25x10 14 m/s 2 . (a) Qual a distância percorrida pelo múon até parar? (b) quanto tempo leva essa desaceleração? (c) Trace o gráfico de x versus t e de v versus t para este movimento. 9. Um elétron possui uma aceleração constante de 3,2 m/s 2 . Em certo instante sua velocidade é de 9,6 m/s. Qual é sua velocidade (a) 2,5 s antes e (b) 2,5 s depois? 10. Em uma estrada seca um carro com pneus bons é capaz de frear com uma desaceleração constante de FUPAC – FUNDAÇÃO PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS PRIMEIRA LISTA DE FÍSICA I Movimento Retilíneo

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1. Durante um forte espirro seus olhos podem fechar 0,5 s. Se você estiver dirigindo um carro a 90 km/h e espirrar de quanto se desloca o carro durante o espirro?

2. Um automóvel viaja em uma estrada reta por 40 km a 30 km/h. Depois, continuando no mesmo sentido, percorre outros 40 km a 60 km/h. (a) Qual é a velocidade média do carro durante essa viagem de 80 km? (b) Faça o gráfico x versus t deste movimento.

3. Em uma viagem um carro sobe um morro com uma velocidade constante de 40 km/h e desce com velocidade constante de 60 km/h. Calcule sua velocidade escalar média no percurso.

4. A posição de um objeto movendo-se ao longo de um eixo x é dado por x=3 t−4 t2+t 3, onde x está em metros e t em segundos. (a) Encontre a posição do objeto para os seguintes valores de t: t1 = 1 s, t2 = 3 s e t3 = 4 s. (b) Qual é sua velocidade média para o intervalo de tempo de t = 2 s a t = 4 s? (c) Encontre a expressão da velocidade em função do tempo para esse objeto. (d) Qual a velocidade do objeto para os instantes t1, t2 e t3? (e) Encontre a expressão da aceleração em função do tempo para esse objeto. (f) Qual a aceleração objeto para os instantes t1, t2 e t3?

5. Repita o exercício anterior para o movimento descrito por x=−15 t+0,1 t3.

6. Repita o exercício anterior para o movimento

descrito por x=4√ t3.7. A posição de uma partícula movendo-se ao longo

do eixo x é dada por x=12 t2−2t 3, com x em metros e t em segundos. (a) Determine a posição, a velocidade e a aceleração da partícula no instante t = 3 s. (b) Qual é a coordenada positiva máxima alcançada pela partícula? (c) Em que instante esta velocidade é alcançada? (d) Qual é a velocidade máxima alcançada pela partida? (e) Em que instante ela é alcançada? (f) Qual é a aceleração da partícula no instante em que ela não está se movendo?

8. Um múon entra em uma região com velocidade de 5,0x106 m/s e passa a ser desacelerado a uma

taxa de 1,25x1014 m/s2. (a) Qual a distância percorrida pelo múon até parar? (b) quanto tempo leva essa desaceleração? (c) Trace o gráfico de x versus t e de v versus t para este movimento.

9. Um elétron possui uma aceleração constante de 3,2 m/s2. Em certo instante sua velocidade é de 9,6 m/s. Qual é sua velocidade (a) 2,5 s antes e (b) 2,5 s depois?

10. Em uma estrada seca um carro com pneus bons é capaz de frear com uma desaceleração constante de 4,92 m/s². (a) Quanto tempo um carro viajando a 24,6 m/s leva até parar? (b) Quanto ele se desloca até parar?

11. Um carro viajando a 56 km/h encontra-se a 24 m de uma barreira quando o motorista aciona os freios. O carro bate na barreira 2,0 s após. (a) Qual é o módulo da aceleração constante do carro antes do impacto? (b) Qual é a velocidade do carro no momento do impacto?

12. Os freios do seu carro podem produzir uma desaceleração de 5,2 m/s². Se você dirige a 137 km/h e subitamente avista um policial rodoviário, qual é o tempo mínimo necessário para você colocar seu carro abaixo da velocidade máxima permitida de 90 km/h?

13. Certa cabine de elevador tem um percurso total de 190 m e uma velocidade máxima de 305 m/min. Ela tanto pode acelerar a partir do repouso como desacelerar de volta ao repouso com uma taxa de 1,22 m/s2. Qual a distância percorrida pela cabine enquanto ela acelera a partir do repouso até sua velocidade máxima? (b) Quanto tempo a cabine demora para percorrer a distância de 190 m, sem paradas, partindo e chegando no repouso?

14. Em uma estrada seca, um carro com pneus novos é capaz de frear com uma desaceleração constante de 4,92 m/s². (a) Quanto tempo esse carro leva para parar se ele possui uma velocidade inicial de 24,6 m/s? (b) Que distância ele percorre nesse tempo?

15. Um carro se move com aceleração constante em uma estrada reta sobre um eixo x. Sua posição

FUPAC – FUNDAÇÃO PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS

PRIMEIRA LISTA DE FÍSICA IMovimento Retilíneo

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inicial é x0 = 20 m e sua velocidade inicial é 10 m/s. A aceleração do carro é -2 m/s². (a) Escreva a expressão da posição em função do tempo para esse carro. (b) Escreva a expressão da velocidade em função do tempo. (c) Encontre o(s) instante(s) onde a posição do carro é nula. (d) Encontre o(s) instante(s) onde a velocidade do carro é nula. (e) Encontre o deslocamento do carro entre os instantes t = 5 s e t = 15 s. (f) De quanto varia a velocidade nesse intervalo?

16. Dois carros, A e B, se movem no mesmo sentido. O carro A se move com velocidade constante de 25 m/s e no instante inicial se encontra na posição x = 0 m. O carro B se move com velocidade inicial 30 m/s, com aceleração constante de -5 m/s² e possui posição inicial x = 50 m. (a) Encontre o(s) instante(s) em que os carros se cruzam. (b) Qual é a velocidade de cada carro em cada um desses instantes?

17. Dois carros, um verde e um vermelho, se movem em sentido contrário como na figura. O carro vermelho se encontra na posição x=50 m e o carro verde se encontra a 100 m à frente. A velocidade inicial do carro vermelho é 25 m/s e do carro verde 30 m/s. A aceleração do carro vermelho é -5 m/s² e do carro verde 6 m/s². Ache, se existir, o instante e a posição onde os carros se encontram.

18. Em um canteiro de obras uma chave de cano atinge o solo com uma velocidade de 24 m/s. De que altura deixaram a chave cair de quanto tempo durou a queda?

19. (a) Com que velocidade devemos lançar uma bola a partir do solo para que ela atinja uma altura máxima de 50 m? (b) Por quanto tempo ela permanece no ar?

20. Um tatu assustado pula para cima, subindo 0,544 m nos primeiros 0,200 s. (a) Qual é a sua velocidade inicial ao deixar o chão? (b) qual é a sua velocidade na altura de 0,544 m? (c) Qual a altura máxima atingida por ele?

21. Uma rocha é solta de um penhasco com 100 m de altura. Quanto tempo leva pra cair (a) os primeiros 50 m e (b) os próximos 50 m?

22. Um gato sonolento percebe um vaso de flores que passa, primeiro subindo depois descendo, por uma janela aberta. O vaso fica visível por um tempo total de 0,5 s e a altura da base ao topo da janela é de 200 m. Que altura, acima do topo da janela, o vaso atinge?