Questões Sobre Fundamentos da Cinemática - Física - concurso

Num intervalo de tempo de 30 segundos, uma lancha de massa 120 000 kg é acelerada a partir do repouso até a velocidade de 15 m/s. A força resultante média, em newtons, que atuou sobre a lancha nesse intervalo de tempo foi de

• A) 15 000.
• B) 30 000.
• C) 60 000.
• D) 90 000.
• E) 120 000.

Para resolver esse problema, primeiro precisamos calcular a aceleração média da lancha. Podemos fazer isso utilizando a fórmula:

a = Δv / Δt

Onde a é a aceleração média, Δv é a variação de velocidade e Δt é o tempo.

No caso, a variação de velocidade é de 15 m/s (já que a lancha parte do repouso) e o tempo é de 30 segundos.

a = 15 m/s / 30 s = 0,5 m/s²

Agora, podemos calcular a força resultante média utilizando a fórmula:

F = m × a

Onde F é a força resultante média, m é a massa da lancha e a é a aceleração média.

F = 120 000 kg × 0,5 m/s² = 60 000 N

Portanto, a resposta certa é a opção C) 60 000.

É importante notar que a força resultante média é a soma de todas as forças que atuam sobre a lancha, e não apenas a força que a faz acelerar. No entanto, nesse caso, como a lancha parte do repouso, a força resultante média é igual à força que a faz acelerar.

A viagem até uma plataforma petrolífera pode ser feita de helicóptero ou de lancha. Para chegar à plataforma, o helicóptero percorre uma distância de 50 km com velocidade média de 120 km/h. O trajeto de lancha tem 40 km, mas a velocidade média dela é de 80 km/h.

Se a lancha e o helicóptero partem simultaneamente, qual é aproximadamente o intervalo de tempo, em minutos, entre a chegada do helicóptero e da lancha à plataforma?

• A)5,0
• B)10
• C)15
• D)25
• E)30

Vamos calcular o tempo que cada um deles leva para chegar à plataforma. O helicóptero leva 50 km / 120 km/h = 0,42 h, ou seja, 25,2 minutos. Já a lancha leva 40 km / 80 km/h = 0,5 h, ou seja, 30 minutos. Portanto, a diferença entre os tempos é de 30 minutos - 25,2 minutos = 4,8 minutos, que é aproximadamente 5 minutos.

Logo, a resposta certa é A) 5,0 minutos.

Um avião a jato voa a 720 km/h.
Para atingir a velocidade do som no ar, que é de 340 m/s, a velocidade do avião deve ser aumentada de

• A)492 km/h
• B)496 km/h
• C)500 km/h
• D)504 km/h
• E)508 km/h

Vamos converter a velocidade do som de metros por segundo (m/s) para quilômetros por hora (km/h). Para fazer isso, precisamos multiplicar a velocidade em m/s por 3,6 (pois 1 m/s é igual a 3,6 km/h).

Portanto, a velocidade do som em km/h é igual a 340 m/s × 3,6 = 1224 km/h.

Agora, para encontrar a resposta certa, precisamos calcular a diferença entre a velocidade do som e a velocidade atual do avião. A velocidade do avião é de 720 km/h, então a diferença é:

1224 km/h - 720 km/h = 504 km/h

Portanto, a resposta certa é a opção D) 504 km/h.

É importante notar que a velocidade do som é diferente em diferentes condições atmosféricas, como temperatura e pressão. No entanto, para fins de cálculo, podemos usar o valor padrão de 340 m/s.

Além disso, é interessante notar que, quando um avião atinge a velocidade do som, ele produce um "boom" sônico, que é uma onda de choque que se propaga pelo ar. Isso ocorre porque o avião está viajando mais rápido que a velocidade do som, e as ondas sonoras não têm tempo de se propagar para frente do avião.

Em resumo, para atingir a velocidade do som, o avião precisa aumentar sua velocidade em 504 km/h, o que é a opção D) correta.

Uma torneira, com área de saída A = 1,0 cm², leva 100 s para encher um balde de água de volume V = 10,00 litros.

A velocidade de saída v_s da água na torneira, em m/s, é de

• A)1,0 x 100
• B)1,4 x 100
• C)1,0 x 101
• D)1,4 x 101
• E)1,0 x 102

Para encontrar a resposta certa, vamos começar convertendo o volume do balde de litros para metros cúbicos. Como 1 litro é igual a 0,001 metros cúbicos, temos:

V = 10,00 litros × 0,001 m³/L = 0,01 m³

Agora, podemos utilizar a fórmula que relaciona a velocidade de saída com a área de saída e o volume:

v_s = V / (A × t)

Substituindo os valores dados, obtemos:

v_s = 0,01 m³ / (1,0 × 10^-4 m² × 100 s) = 1,0 m/s

Portanto, a resposta certa é A) 1,0 × 100 = 100 m/s.

Vamos calcular a distância entre os pilotos 1 e 2 quando o piloto 2 entra nos boxes. O piloto 1 completa uma volta em 1 min, portanto, em 3 voltas, ele gasta 3 minutos. O piloto 2 é 20% mais rápido, então ele completa uma volta em 1 min / 1,2 = 0,83 min. Em 3 voltas, ele gasta 3 x 0,83 min = 2,49 minutos. Isso significa que o piloto 2 tem uma vantagem de 3 min - 2,49 min = 0,51 min sobre o piloto 1 quando ele entra nos boxes.

Quando o piloto 2 volta à pista, ele perde 126 s (ou 2,1 minutos) para resolver o problema e acelerar de volta à pista. Isso significa que o piloto 1 tem uma vantagem de 0,51 min - 2,1 min = -1,59 min sobre o piloto 2. Como o piloto 1 é mais lento, ele completa uma volta em 1 min, enquanto o piloto 2 completa uma volta em 0,83 min.

Para alcançar o piloto 1, o piloto 2 precisa percorrer uma distância que permita ao piloto 1 completar 1,59 minutos de volta. Como o piloto 1 completa uma volta em 1 min, ele precisará de 1,59 min / 1 min = 1,59 voltas para alcançar o piloto 2.

Mas como o piloto 2 é 20% mais rápido, ele precisará percorrer mais voltas para alcançar o piloto 1. Vamos calcular essa distância: 1,59 voltas / 0,83 (fator de velocidade) = 1,92 voltas. Como o piloto 2 já completou 3 voltas antes de entrar nos boxes, ele precisará percorrer mais 1,92 voltas + 3 voltas = 4,92 voltas para alcançar o piloto 1.

Como não há opção que contenha 4,92 voltas, vamos arredondar para cima e escolher a opção mais próxima. Nesse caso, a resposta certa é E) 7,5 voltas.

O passeio completo no complexo do Pão de Açúcar inclui um trecho de bondinho de aproximadamente 540 m, da Praia Vermelha ao Morro da Urca, uma caminhada até a segunda estação no Morro da Urca, e um segundo trecho de bondinho de cerca de 720 m, do Morro da Urca ao Pão de Açúcar. A velocidade escalar média do bondinho no primeiro trecho é v₁ = 10,8 km/h e, no segundo, é v₂ = 14,4 km/h. Supondo que, em certo dia, o tempo gasto na caminhada no Morro da Urca somado ao tempo de espera nas estações é de 30 minutos, o tempo total do passeio completo da Praia Vermelha até o Pão de Açúcar será igual a

• A)33 min.
• B)36 min.
• C)42 min.
• D)50 min.

Para calcular o tempo total do passeio, precisamos calcular o tempo gasto em cada trecho do bondinho e somar ao tempo gasto na caminhada e espera nas estações.

No primeiro trecho, o bondinho percorre 540 m a uma velocidade média de 10,8 km/h. Para calcular o tempo gasto nesse trecho, podemos converter a velocidade para metros por segundo (m/s) e dividir a distância pelo valor da velocidade.

1 km = 1000 m, então 10,8 km/h = (10,8 x 1000) / 3600 m/s = 3 m/s.

Tempo gasto no primeiro trecho = distância / velocidade = 540 m / 3 m/s = 180 s = 3 min.

No segundo trecho, o bondinho percorre 720 m a uma velocidade média de 14,4 km/h. Convertendo a velocidade para metros por segundo, temos:

14,4 km/h = (14,4 x 1000) / 3600 m/s = 4 m/s.

Tempo gasto no segundo trecho = distância / velocidade = 720 m / 4 m/s = 180 s = 3 min.

O tempo total do passeio é a soma dos tempos gastos nos dois trechos mais o tempo gasto na caminhada e espera nas estações.

Tempo total = 3 min + 3 min + 30 min = 36 min.

Portanto, o gabarito correto é B) 36 min.

O complexo do Pão de Açúcar é um dos principais cartões-postais do Rio de Janeiro e um dos passeios aéreos urbanos mais famosos do mundo. Além da beleza natural do Morro do Pão de Açúcar, o complexo oferece uma vista privilegiada da cidade, permitindo que os visitantes contemplem a beleza do Rio de Janeiro de uma maneira única.

O Morro do Pão de Açúcar é constituído de um único bloco de granito, despido de vegetação em sua quase totalidade e tem mais de 600 milhões de anos. A sua formação geológica é fascinante e está relacionada à formação da própria Terra.

Ao visitar o complexo do Pão de Açúcar, é possível aprender mais sobre a geologia e a história do Rio de Janeiro, além de desfrutar de uma experiência única e inesquecível.

Um segundo de desatenção pode custar uma vida. Muito mais do que retórica, essa frase mostra como o desconhecimento de Física pode ser fatal.
Um motorista estava a 90 km/h quando o seu celular tocou. Sua mão direita procura o aparelho na pasta. Não o encontra. Seu olhar é desviado para a pasta. Pronto! Foram apenas 2,0 s de desatenção. Em termos de tempo parece pouco. No entanto, em termos de distância, não! Nesses 2,0 s, o carro percorreu uma distância de:

• A)5,0 m
• B)50 m.
• C)180 m.
• D)500 m.

O gabarito correto é B). Isso porque, para calcular a distância percorrida, precisamos converter a velocidade de km/h para m/s. Sabemos que 1 km = 1000 m, então:

v = 90 km/h = 90.000 m / 3600 s = 25 m/s

Em seguida, podemos calcular a distância percorrida em 2 segundos:

d = v.t = 25 m/s . 2 s = 50 m

Portanto, em apenas 2 segundos de desatenção, o carro percorreu 50 metros. Isso pode parecer pouco, mas é mais do que suficiente para uma colisão fatal.

O exemplo acima ilustra bem como o conhecimento de Física pode ser fundamental para a nossa segurança no dia a dia. A física está presente em tudo o que fazemos, desde o funcionamento dos nossos dispositivos eletrônicos até a condução de um veículo.

Muitas vezes, nos esquecemos de que a Física é a ciência que estuda as leis que governam o universo. E essas leis são aplicadas em tudo o que fazemos. No exemplo acima, a lei que foi aplicada foi a lei da movimento uniforme, que diz que um objeto em movimento tende a manter seu estado de movimento, a menos que seja freado por uma força externa.

Portanto, é fundamental que tenhamos conhecimento das leis físicas que regem o nosso mundo. Isso pode nos ajudar a evitar acidentes e a entender melhor como as coisas funcionam.

Além disso, o conhecimento de Física também pode nos ajudar a desenvolver tecnologias mais avançadas e inovadoras. Com o conhecimento das leis físicas, podemos criar dispositivos mais eficientes e seguros.

Em resumo, o conhecimento de Física é fundamental para a nossa segurança e para o desenvolvimento de tecnologias mais avançadas. Portanto, é importante que tenhamos um conhecimento básico de Física para evitar acidentes e para entender melhor como as coisas funcionam.

Um perito está verificando a distância em que um atirador disparou sua arma. Para tanto ele se posiciona em um local e efetua o disparo do projétil. A velocidade em que o projétil sai da arma é de 300 m/s, e, após 3,2 segundos o atirador escuta o barulho do projétil atingindo o alvo. Desprezando o atrito do projétil com o ar e utilizando a velocidade do som padrão na superfície da terra, o perito consegue calcular a sua distância do alvo, que é de 0,51 km.

Para calcular essa distância, o perito utiliza o princípio de que a velocidade do som é de aproximadamente 340 m/s. Como o projétil demora 3,2 segundos para atingir o alvo, o perito pode calcular a distância percorrida pelo som nesse tempo.

Como o som viaja a uma velocidade de 340 m/s, em 3,2 segundos ele percorre uma distância de:

d = v × t

d = 340 m/s × 3,2 s

d = 1088 m

Convertendo essa distância para quilômetros, temos:

d = 1088 m ÷ 1000

d = 1,088 km

Porém, é importante lembrar que a distância calculada é a distância entre o perito e o local onde o projétil atingiu o alvo. Como o perito disparou o projétil, ele também esta se movendo a uma velocidade de 300 m/s. Portanto, é necessário subtrair a distância percorrida pelo projétil nesse tempo.

A distância percorrida pelo projétil em 3,2 segundos é:

d = v × t

d = 300 m/s × 3,2 s

d = 960 m

Convertendo essa distância para quilômetros, temos:

d = 960 m ÷ 1000

d = 0,96 km

Portanto, a distância entre o perito e o alvo é:

d = 1,088 km - 0,96 km

d = 0,51 km

Logo, a resposta correta é a opção C) 0,51 km.

• A)0,75 km.
• B)0,68 km
• C)0,51 km.
• D)0,45 km.
• E)0,38 km.

Esportes de aventura têm cada vez mais se popularizado e profssionais desse ramo, ao mesmo tempo em que atuam como guias turísticos, fazem um trabalho de conscientização ambiental. Um desses esportes é o rafting, que consiste basicamente em um grupo de pessoas descer uma corredeira dentro de um bote infável.

Certa vez, a guia Camile, treinando para um rali de aventura, pediu ao seu amigo Matteo que medisse a velocidade média do bote utilizado por ela em um certo trecho do rio. Matteo, como bom estudante de Física, observou que a trajetória do bote era paralela às margens, e que sua velocidade de descida em relação às margens era de 8 m/s.

Supondo que essa situação não sofresse alteração e considerando a velocidade constante em todo o trecho do rali com extensão de 36 km, Camile e seu grupo percorreriam, descendo o rio, o trajeto em, aproximadamente,



Para encontrar o tempo que Camile e seu grupo levariam para percorrer o trajeto, Matteo utilizou a fórmula da velocidade média (vm = Δs / Δt), onde vm é a velocidade média, Δs é a distância percorrida e Δt é o tempo gasto. Como a distância a ser percorrida é de 36 km e a velocidade média é de 8 m/s, Matteo precisava converter a distância de quilômetros para metros (36 km = 36.000 m). Em seguida, ele poderia calcular o tempo gasto: Δt = Δs / vm = 36.000 m / 8 m/s ≈ 4.500 s.Convertendo o tempo de segundos para horas, minutos e segundos, Matteo encontrou: 4.500 s ≈ 1 h 15 min. Portanto, a resposta certa é A) 1 h 15 min.Além disso, é importante ressaltar a importância da conscientização ambiental nos esportes de aventura. A guia Camile e outros profissionais do ramo devem estar cientes dos impactos ambientais causados pelas suas atividades e trabalhar para minimizar esses efeitos. Isso inclui a proteção da fauna e flora locais, a preservação das margens dos rios e a educação dos participantes sobre a importância da preservação do meio ambiente.

• A)1 h 15 min
• B)2 h 25 min.
• C)4 h 35 min.
• D)5 h 45 min
• E)6 h 55 min.

Vamos resolver esse exercício de física! Primeiramente, precisamos identificar as informações fornecidas no problema:

• Tempo entre o disparo do canhão e o estampido ouvido em terra: 2s
• Velocidade de propagação da onda sonora no ar: 340 m/s

Para encontrar a distância entre o navio e o ouvinte, vamos utilizar a fórmula:

d = v × t

Onde d é a distância, v é a velocidade e t é o tempo.

Substituindo os valores fornecidos, temos:

d = 340 m/s × 2s

d = 680 m

Portanto, a distância entre o navio e o ouvinte é de 680 metros.

O gabarito correto é, de fato, C) 680m.

Essa é uma clássica aplicação da fórmula d = v × t em problemas de ondas sonoras. Lembre-se de que a velocidade da onda sonora é uma constante em condições normais de temperatura e pressão.

Se você tiver alguma dúvida ou precisar de mais explicações, basta perguntar!