Questões Sobre Movimento Uniforme - Física - 1º ano do ensino médio

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21) Um sistema de radar é programado para registrar automaticamente a velocidade de todos os veículos trafegando por uma avenida, onde passam em media 300veiculos por hora, sendo 55 km/h a máxima velocidade permitida. Um levantamento estatístico dos registros do radar permitiu a elaboração da distribuição percentual de veículos de acordo com sua velocidade aproximada.

A velocidade média dos veículos que trafegam

nessa avenida é de:

A velocidade média dos veículos que trafegam

nessa avenida é de:

A) 44km/h.
B) 35km/h.
C) 18km/h.
D) 55km/h.
E) 85km/h.

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A alternativa correta é letra A

Para o cálculo da velocidade média dos veículos, é preciso fazer uma média ponderada das velocidades apresentadas no gráfico:

V_{m} = 0, 05 \cdot 20 + 0, 15 \cdot 30 + 0, 3 \cdot 40 + 0, 4 \to \to \cdot 50 + 0, 06 \cdot 60 + 0, 03 \cdot 70 + 0, 01 \cdot 80 V_{m} = 1 + 4, 5 + 12 + 20 + 3, 6 + 2, 1 + 0, 8 V_{m} = 44 km / h

Portanto, a respota correta é a alternativa A.

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22) Durante uma prova de longa distância (maraton

A), um atleta se movimenta com velocidade constante. Sabendo-se que no instante zero ele passou pelo 1º posto de observação, localizado no km 20, e 40 minutos depois passou pelo 2º posto de observação, localizado no km 34, pode-se afirmar que a velocidade desse atleta no trecho compreendido entre os dois postos de observação foi de

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A alternativa correta é letra E

Primeiramente vamos transformar todas as informações em unidade de hora e quilômetro.

É necessário somente transformar minutos em hora, para isso é preciso realizar a seguinte regra de três:

\begin{array}{l} 1 h o r a \to 60 m i n u t o s \\ x \to 40 m i n u t o s \\ x = \frac{40}{60} = \frac{2}{3} h o r a \end{array}

Agora, com a utilização da formula para velocidade constante, podemos calcular a velocidade do corredor entres os dois trechos,

\begin{array}{l} v = \frac{Δ s}{Δ t} = \frac{s - s_{0}}{t - t_{0}} = \frac{34 - 20}{\frac{2}{3} - 0} = \frac{14}{\frac{2}{3}} \\ v = 21 K m / h \end{array}

23) Um trem, de comprimento L = 200 m, em trajetória retilínea, tem velocidade escalar constante Vt = 20 m/s. Um automóvel, de comprimento L’ = 2,00 m, está em uma trajetória paralela à do trem, com velocidade constante VA, deslocando-se no mesmo sentido de movimento do trem e vai ultrapassá-lo.

O intervalo de tempo decorrido desde o início até o fim da ultrapassagem completa do trem é de 10,1 s. podemos afirmar que o valor, em km/h, de V_A é:

A) 164 km/h.
B) 154 km/h.
C) 134 km/h.
D) 144 km/h.
E) 174 km/h.

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A alternativa correta é letra D

Para calcularmos a velocidade do automóvel, vamos primeiro encontrar as equações horárias do movimento para ambos os corpos :

No automóvel:

X_a=V_a.t

No trem:

X_t= 202+20.t

No encontro X_a=X_t -> V_a.t = 202+20.t

Mas t= 10,1 s . Isolando V_a e substituindo t=10,1 s, vem :

V_a= 40 m/s= 144 km/h. Alternativa D.

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24) Uma pessoa, andando normalmente, desenvolve uma velocidade da ordem de 1 m/s. Que distância, aproximadamente, essa pessoa percorrerá, andando durante 15 minutos?

A) Quinze metros.
B) Cento e cinquenta metros.
C) Um quilômetro.
D) Dez quilômetros.
E) Noventa quilômetros.

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A alternativa correta é letra C

Sabendo que v = ΔS/Δt, com Δt = 15 min = 900 s, e como v é da ordem de 1 m/s, temos:

1 = Δ S / 900 \Rightarrow 900 m ≅ 1 k m

Sendo assim, ΔS é da ordem de 1 km.

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

25) Um trem de carga de 240 m de comprimento, que tem velocidade constante de 72 km/h, gasta 0,5 min para atravessar completamente um túnel. O comprimento do túnel é:

A) 200 m.
B) 250 m.
C) 300 m.
D) 360 m.
E) 485 m.

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A alternativa correta é letra D

A questão exige a interpretação dos dados fornecidos e o conhecimento acerca de movimento uniforme. A velocidade escalar em um movimento uniforme é dada por:

v = \frac{Δ s}{Δ t}

na qual Δs é o espaço total percorrido, ou seja, a soma dos comprimentos do trem e do túnel, e Δt é o tempo decorrido desde o instante inicial até o instante final do movimento.

Sendo assim, calculamos Δs por:

Δ s = v \cdot Δ t

Transformando as unidades de v para m/s e de Δt para segundo, temos que:

\begin{array}{l} v = \frac{72}{3, 6} = 20 m / s \\ Δ t = 0, 5 \cdot 60 = 30 s \end{array}

Portanto:

\begin{array}{l} Δ s = 20 \cdot 30 \\ Δ s = 600 m \end{array}

Porém, sabe-se da interpretação do enunciado que Δs é a soma dos comprimentos do trem (corpo extenso) e do túnel, que chamaremos de Δs₁ e Δs₂, respectivamente. Assim:

\begin{array}{l} Δ s = Δ s_{1} + Δ s_{2} \\ 600 = 240 + Δ s_{2} \\ Δ s_{2} = 360 m \end{array}

Finalmente, o comprimento do túnel é de 360 m, o que remete à alternativa D.

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26) Um professor, ao aplicar uma prova a seus 40 alunos, passou uma lista de presença. A distância média entre cada aluno é de 1,2 m e a lista gastou cerca de 13 minutos para que todos assinassem. A velocidade escalar média desta lista de presença foi, aproximadamente, igual a :

A) zero.
B) 3,0 cm/s.
C) 6,0 cm/s.
D) 13 cm/s.
E) 92 cm/s.

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A alternativa correta é letra C

A distânca total percorrida pela lista é ΔS = 1,2.40 = 48 m é o tempo total é Δt = 13 min = 780 s.

Sendo assim, a velocidade média da folha é

v = \frac{Δ S}{Δ t} = \frac{48}{780} = 0, 06 m / s = 6 c m / s

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

27) Duas esferas se movem em linha reta e com velocidades constantes ao longo de uma régua centimetrada. Na figura estão indicadas as velocidades das esferas e as posições que ocupavam num certo instante. Desprezando-se as suas dimensões, as esferas irão se colidir na posição correspondente a:

A) 15 cm.
B) 17 cm.
C) 18 cm.
D) 20 cm.
E) 22 cm.

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A alternativa correta é letra D

Para determinar a posição de encontro das esferas, deve-se escrever as equações horárias da posição de cada uma :

Esfera 1 :

X₁=10+5t

Esfera 2:

X₂=14+3t

No encontro X₁=X₂

10+5t=14+3t. Isolando t : t=2 s.

Substituindo t em uma das equações da posição, resulta em X=20 cm. Alternativa D.

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28) Em uma área onde ocorreu uma catástrofe natural, um helicóptero em movimento retilíneo, a uma altura fixa do chão, deixa cair pacotes contendo alimentos. Cada pacote lançado atinge o solo em um ponto exatamente embaixo do helicóptero. Desprezando forças de atrito e de resistência, pode-se afirmar que as grandezas velocidade e aceleração dessa aeronave são classificadas, respectivamente, como:

A) variável−nula
B) nula−constante
C) constante−nula
D) variável−variável

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A alternativa correta é letra C

No enunciado temos que cada pacote deixado cair pelo helicóptero em movimento, cai exatamente embaixo dele.
Vamos analisar o movimento do pacote, e assim poderemos dizer muita coisa em relação ao movimento do helicóptero. Bom, quando o helicóptero abandona o pacote, o mesmo sai com velocidade em y nula (vamos supor que o pacote é abandonado e não jogado, isso implica dizer que o pacote não vai ter velocidade inicial na vertical), mas e a velocidade em x (na horizontal)? A velocidade na horizontal é a mesma do helicóptero. O pacote só vai ter aceleração na vertical (aceleração gravitacional), na horizontal ele simplesmente mantém a velocidade constante, lembre-se que elas são independentes. Quando ele chega ao solo, o helicóptero está bem acima dele, isso nos leva a conclusão que o helicóptero não teve alteração em sua velocidade, ou seja, ela é a mesma de quando abandonou o pacote, logo, ele não teve aceleração.
E o que podemos dizer da sua velocidade é que a mesma é constante, e a aceleração é nula.
Alternativa c).

29) Num passeio de jipe, promovido por um parque, o navegador recebe uma planilha em que se diz que um trecho de 10 km deve ser percorrido a velocidade media de 30 km/h. Se o veículo iniciar o trajeto às 11h 00min, ele deverá chegar ao final do referido trecho às :

A) 11h 30min.
B) 11h 10min.
C) 12h 40min.
D) 11h 20min.
E) 14h 00min.

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A alternativa correta é letra D

Sabendo que a velocidade escalar média é dada pela variação de espaço em função do tempo, temos que:

v = \frac{Δ S}{Δ t}

Substituindo v = 30 km/h e ΔS = 10 km, encontramos Δt que satisfaça as condições do enunciado:

\begin{array}{l} 30 = \frac{10}{Δ t} \\ Δ t = \frac{10}{30} = \frac{1}{3} h \end{array}

Considerando que uma hora tem 60 minutos:

\begin{array}{l} Δ t = \frac{1}{3} h \cdot 60 \frac{m i n}{h} \\ Δ t = 20 m i n \end{array}

Portanto, se o veículo iniciar o trajeto às 11h 00min, deverá finalizar o mesmo às 11h 20min, o que remete à alternativa D.

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30) Uma escada rolante de 6 m de altura e 8 m de base transporta uma pessoa da base até ao topo da escada num intervalo de tempo de 20 s. A velocidade média dessa pessoa, em m/s, é:

A) 0,8.
B) 1,0.
C) 0,5.
D) 0,7.
E) 0,3.

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A alternativa correta é letra C

Considerando a escada rolante como um triângulo retângulo, em que a base e a altura são os catetos, calcula-se o valor da hipotenusa, que é, de fato, a distância percorrida pela pessoa na escada:

\begin{array}{l} x^{2} = 6^{2} + 8^{2} \\ x^{2} = 36 + 64 \\ x^{2} = 100 \\ x = 10 m \end{array}

Sendo assim, a velocidade média da pessoa é dada por:

\begin{array}{l} v = \frac{Δ S}{Δ t} \\ v = \frac{10}{20} \\ v = 0, 5 m / s \end{array}

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

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