Questões de Concurso sobre Cinemática

Na mecânica aristotélica, um corpo só pode ter um único movimento de cada vez, de forma que um projétil que seja arremessado obliquamente terá uma trajetória retilínea ascendente até que a ação inicial esgote-se, quando, em seguida, o corpo cairá verticalmente.

Um projétil é lançado do solo horizontal, obliquamente, com uma velocidade $\overrightarrow{v}$ de módulo igual a 50m/s.

A figura a seguir representa, em gráfico cartesiano, como o módulo da componente normal (centrípeta) da aceleração do projétil varia em função do tempo entre o instante do lançamento e o instante em que retorna ao solo, supondo a resistência do ar desprezível.

A altura máxima atingida pelo projétil foi

O gráfico abaixo mostra, de forma simplificada, o movimento de um drone da Nasa na superfície de Marte. O eixo da ordenada representa o deslocamento vertical de seu centro de massa e o eixo da abcissa representa o tempo.

Gráfico Deslocamento vertical versus tempo

Fonte: https://mars.nasa.gov/resources/25820/altimeter-chart-for-ingenuitys-firstflight/ (Acesso em mar. 2023 - adaptado)

O gráfico da Figura 1 permite concluir que, entre

Uma granada é lançada em um arremesso oblíquo e, no ponto mais alto da trajetória, ela explode e se divide em 4 partes iguais. Duas partes saem em sentidos opostos na direção horizontal e as outras duas partes saem em sentidos opostos na direção vertical. Que componentes do momento linear são conservados?

Uma bola é arremessada obliquamente, partindo do alto de um prédio de altura ℎ = 15 𝑚, com uma velocidade inicial de 𝑣 = 20 𝑚/𝑠 e um ângulo de lançamento de 𝜃 = 30° em relação à horizontal, conforme mostrado na Figura 9 abaixo. Após um intervalo de tempo, a bola atinge o solo a uma certa distância 𝑑 do ponto de lançamento.

Figura 9

Desconsiderando a resistência do ar, qual é o valor da distância 𝑑 percorrida pela bola até atingir o solo? (Considere 𝑔 = 10 𝑚/𝑠²).

Uma partícula está animada por um movimento uniforme ao longo da trajetória circular de centro em C, representada abaixo, no sentido horário. 1, 2, 3, 4, 5 e 6 são os vértices de um hexágono regular inscrito no círculo-trajetória.

Decorrido um intervalo de tempo ∆t, a contar do instante em que ela passa pelo ponto 1, o vetor variação de velocidade da partícula pode ser representado pelo segmento orientado desenhado na figura abaixo.

Nesse caso, decorrido esse intervalo de tempo ∆t, a partícula se encontra no ponto

Um veículo se desloca ao longo de uma estrada reta e plana, em um movimento retrógrado e uniformemente acelerado. Nessas condições, assinale a alternativa que contém o diagrama horário que melhor representa esse movimento, sabendo que S indica posição, v velocidade e a aceleração.

As figuras a seguir representam, em gráfico cartesiano, como as componentes escalares horizontal (v_x) e vertical (v_y) da velocidade de um projétil lançado do solo horizontal variam em função do tempo, entre o instante do lançamento e o instante em que retorna ao solo, supondo a resistência do ar desprezível.

2 segundos após o lançamento, o módulo da componente tangencial da aceleração do projétil é igual a

A figura mostra um casal de patinadores, ele com 80kg, ela com 60kg, em repouso, frente a frente, sobre uma pista de gelo horizontal.

De repente, eles se desentendem, se empurram mutuamente, e a moça adquire uma velocidade de 2m/s.

Se forem desprezíveis os atritos entre os patinadores e a pista de gelo, o rapaz adquirirá uma velocidade de módulo igual a

Um projétil é disparado obliquamente do solo horizontal. A figura representa, em gráfico cartesiano, a variação do módulo de sua velocidade em função do tempo, entre o instante do disparo e o instante em que retorna ao solo, supondo a resistência do ar desprezível.

O alcance do projétil nesse disparo é igual a

No movimento curvilíneo uniforme, uma força central, que aponta sempre para um mesmo ponto e que pode ser variável, implica, para o movimento resultante, em uma trajetória circular.

O gráfico ao lado apresenta o comportamento da velocidade 𝒗 de um objeto de massa 𝒎 constante, que se move ao longo de uma linha reta, em função do tempo 𝒕. Sobre o objeto age uma força resultante $\overrightarrow{F}$ .

Considerando os dados apresentados no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do trabalho 𝑾 produzido pela força resultante sobre o objeto entre os instantes 𝒕 = 2𝒕₀ e 𝒕 = 4𝒕_0.

Uma partícula A, que tenha iniciado seu movimento a partir da origem, em linha reta para a direita, com velocidade constante igual a 50 km/h, levará mais de 4h para se encontrar com outra partícula B, que tenha iniciado seu movimento, sobre a mesma linha reta, parada, a 120 km de distância da origem e com aceleração constante igual a 2 km/h².

Considere dois pequenos veículos viajando em uma mesma estrada retilínea, de encontro um ao outro, cujas posições ao longo do tempo são descritas pelo gráfico abaixo, de posição ao longo do tempo:

No instante t = 0, o veículo A, cuja velocidade em módulo é de 72 km/h, se encontra na posição S_0A = +330 m. Sabe-se que, nesse mesmo instante de tempo, o veículo B, que parte do repouso, encontra-se a 352 m de A. A aceleração do veículo B, que pode ser considerada constante durante todo o percurso, é de:

O volante de inércia é um elemento mecânico que faz parte do motor do veículo. Localizado na saída do virabrequim, sua principal função é regular a rotação do motor para evitar a transmissão de vibrações bruscas dos pistões ao virabrequim, dando estabilidade rotacional ao sistema. Se, durante uma viagem, um carro variar a velocidade angular do volante de inércia de 955,41 RPM (revoluções por minuto) para 764,33 RPM, o momento de inércia necessário para dissipar 650,0 J de energia cinética seria igual a:

Estando o professor interessado em avaliar a aprendizagem dos alunos sobre o lançamento de projéteis, é feito um experimento de campo como parte da avaliação da disciplina de laboratório de Física. Por meio de um dispositivo de lançamento, um objeto é lançado a partir do solo para o alto de um prédio de altura h. O objeto é lançado com velocidade inicial de 40 m/s e um ângulo de 50° com a horizontal, e cai em um ponto em cima do prédio 5,0 segundos após o lançamento.

Dados:

1. g = 9,8 m/s²
2. sen 50° = 0,766
3. cos 50° = 0,643

Determine a altura do prédio e a altura máxima alcançada, respectivamente.

No canto da sala, sobre uma pequena mesa, estava colocado o antigo relógio pertencente à família. Apesar de empoeirado e esquecido pelo tempo, ainda funcionando perfeitamente. O ponteiro indicador dos minutos medindo exatamente 10 cm do eixo até a extremidade. Um ponto nesta extremidade possui uma velocidade tangencial, em m/s, igual a ______.

Assinale a alternativa que completa a lacuna do texto anterior.

Uma partícula, inicialmente em repouso, desloca-se em linha reta, acelerando uniformemente a 3 m/s² durante 8 segundos. Em seguida, sua aceleração é alterada, mantendo-se constante por um intervalo de tempo de 7 segundos, até que a partícula atinge a velocidade de 52 m/s, momento em que a aceleração passa a ser nula e ela segue em movimento retilíneo. De acordo com a situação descrita, a distância percorrida por essa partícula durante os 12 primeiros segundos do movimento é um valor compreendido entre:

Um projétil é disparado do solo (horizontal) com ângulo de tiro de 60º e, supondo a resistência do ar desprezível, consegue atingir, no máximo, uma altura H.

No instante em que atinge esse ponto mais alto, o raio de curvatura de sua trajetória é igual a

Duas partículas, A e B, se movem, em sentidos opostos, em uma mesma trajetória.

No instante t₀ = 0, a partícula A inicia do repouso e da origem dos espaços um movimento uniformemente variado, e a partícula B passa pela posição 3,0 m com velocidade constante, permanecendo em movimento uniforme.

No instante t = 2 s, as duas partículas, A e B, se encontram, tendo a partícula B percorrido uma distância igual a duas vezes a distância percorrida pela partícula A, conforme indica figura a seguir:

Nessas condições, a velocidade da partícula A, em m/s, no momento em que as partículas se encontram, é igual a