10 Exercícios de Física – Revisão de Cinemática. Os exercícios de Física abaixo são recomendados a quem vai prestar Vestibular de Medicina ou ITA. Grau de dificuldade; ALTO.

10 Exercícios de Física – Revisão de Cinemática

1) (Tipler) Um elevador sem teto está subindo com uma velocidade constante v = 10 m/s. Um menino no elevador, quando este está a uma altura h = 20 m acima do solo, joga direto para cima uma bola. A velocidade inicial da bola em relação ao elevador é v0 = 20 m/s. Desprezando a altura do menino:

a) Calcule a altura atingida pela bola em relação ao solo.

b) Quanto tempo passa para que a bola retorne ao elevador?

2) (IME) O trem I desloca-se em linha reta, com velocidade constante de 54 km/h, aproximando-se do ponto B, como mostra a figura. Determine quanto tempo após a locomotiva do trem I atingir o ponto A, deve o trem II partir do repouso em C, com aceleração constante de 0,2 m/s2 d e forma que, 10 segundos após terminar a sua passagem pelo ponto B, o trem inicie pelo mesmo ponto.

3) (AFA) Duas partículas A e B desenvolvem movimentos sobre uma mesma trajetória, cujos gráficos horários são dados por:

No instante em que A e B se encontram, os módulos d as velocidades de A e de B valem, respectivamente:

a) 2 e 12
b) 2 e 16
c) 2,57 e 12
d) 2,57 e 16

4) (Halliday) Dois trens, ambos com velocidade igual a 30 km/h, percorrem uma mesma linha férrea em sentidos contrários. Um pássaro, que voa com velocidade igual a 60 km/h, parte de um trem em direção ao outro no momento em que a distância entre eles é de 60 km. Quando encontra o outro trem, o pássaro volta e voa diretamente para o primeiro trem, e assim por diante.

a) Qual é a distância total percorrida pelo pássaro?
b) Quantas viagens o pássaro fará antes que os trens colidam?

5) (Halliday) O manual de um motorista diz que um automóvel com pneus em boas condições e a uma velocidade de 80 km/h pode parar numa distância de 56,7 m. A distância correspondente para a velocidade de 48 km/h é 24 ,4 m. Suponha que o tempo de reação do motorista, durante o qual a aceleração é zero, independe da velocidade do automóvel e que a aceleração quando os freios s ão aplicados seja a mesma para as duas velocidades.

Calcule:

a) o tempo de reação do motorista;
b) a aceleração do carro.

6) (Halliday) Uma pessoa saltou do topo de um edifício de 44 m, caindo em cima da caixa de um ventilador metálico, que afundou 46 cm. A pessoa, embora bastante machucada, sobreviveu. Que aceleração, supostamente constante, ela suportou durante essa colisão? Expresse a resposta em termos de g, a aceleração devida à gravidade.

7) (R. Brito) O esquema representa o instante inicial da perseguição entre três veículos A, B e C, que se deslocam com velocidades 50 m/ s, 20 m/s e 60 m/s, respectivamente. Determine após quanto tempo o veículo A se encontrará exatamente entre os veículos B e C, a meia distância deles.

8) (Halliday) Um balão sobe com a velocidade de 12 m/s e está a uma altura de 80 m acima do solo quando dele se larga um pacote.

a) Quanto tempo demora para que o pacote chegue ao solo?
b) Com que velocidade ele atinge o solo? Use g = 10 m/s2.

9) (Saraeva – ITA – R. Brito) Três turistas, que possuem uma única bicicleta, movem-se ao longo de uma avenida reta, desejando ir do hotel ao centro turístico no menor espaço de tempo possível (o tempo é contado até que o último turista chegue ao centro). A bicicleta consegue transportar apenas duas pessoas de cada vez, a uma velocidade de 20 km/h e, por isso, o terceiro turista precisa começar o deslocamento a pé. O ciclista leva o segundo turista até um determinado ponto do caminho, de onde este continua a andar a pé, a uma velocidade de 4 km/h, enquanto o ciclista regressa para transportar o terceiro. Se a distância do hotel ao centro turístico é de 8 km, determine:

a) em quanto tempo conseguirão chegar ao centro turístico?
b) o segundo turista deverá ser transportado de bicicleta até faltar quantos km para chegar ao centro turístico?

10) (UERJ – modificada) Uma pessoa que não conhecia a Cinemática (e, portanto, não sabia medir distâncias e tempos em movimentos), calculou erroneamente quando deveria se abaixar para entrar correndo em um túnel metálico rígido, tendo colidido fortemente com a parede frontal superior do túnel e possivelmente machucado seriamente a cabeça. Socorrida por um médico que passava por ali, a pessoa foi submetida a uma ecoencefalografia. Nesse exame, um emissor/receptor de ultra-som é posicionado sobre a região a ser investigada. A existência de uma lesão pode ser verificada por meio da detecção do sinal de ultra-som que ela reflete. Observe, na figura abaixo, que a região a ser investigada no exame é limitada por ossos do crânio. Sobre um ponto do crânio, apóia-se o emissor/receptor de ultra-som.

a) Suponha a não-existência de qualquer tipo de lesão no interior da massa encefálica. Determine o tempo gasto para registrar o eco proveniente do ponto A da figura.

b) Suponha, agora, a existência de uma lesão. Sabendo que o tempo gasto para o registro do eco foi de 5.10-5 s, calcule a distância do ponto lesionado até o ponto A.

Dados:
1) Módulo da velocidade do som no tecido encefálico: 1540 m/s
2) Espessura do osso da caixa craniana: 1 cm
3) Módulo da velocidade do som nos ossos: 3360 m/s
4) A distância do ponto A até a parte da massa encefálica mais próxima do ultra-som é de 10 cm.

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GABARITO DAS QUESTÕES DE FÍSICA – CINEMÁTICA