Questões de Concurso sobre Cinemática

Um pequeno disco apresenta dois furos, A e B, alinhados e a mesma distância do centro C, gira em sentido horário e realiza movimento circular uniforme com frequência de 10 rpm. Uma partícula P, que descreve um movimento retilíneo e uniforme, com velocidade constante de 2 m/s, se aproxima do disco. Em um determinado instante, a partícula P se encontra alinhada horizontalmente com os furos A e B do disco, estando o furo A mais próximo de P, conforme pode ser visto na figura. A partir deste instante, qual a distância, em m, que será percorrida pela partícula até que se alinhe horizontalmente pela primeira vez com o furo B estando mais próximo da partícula?

Um helicóptero voa com velocidade constante de módulo V₁, em relação ao solo, de uma posição A até outra posição B, horizontalmente na mesma direção e sentido do vento. Ao retornar, pelo mesmo trajeto, agora contra o vento, sua velocidade constante tem módulo V₂, em relação ao solo. O valor do módulo da velocidade do helicóptero V_H, que é o mesmo na ida e na volta, em relação à massa de ar, e o valor do módulo da velocidade constante do vento V_V, em relação ao solo, são respectivamente:

Duas placas paralelas, muito extensas e carregadas eletricamente geram um campo elétrico uniforme $\overrightarrow{E}$ , cuja a direção e o sentido são mostrados na figura a seguir. Uma partícula q, de massa m e eletricamente carregada é colocada em repouso entre as placas. Admitindo que esta partícula esteja sobre a ação do campo elétrico e do campo gravitacional, ambos constantes, cujo vetor aceleração da gravidade, dado por $\overrightarrow{g}$ e mostrado na figura, é correto afirmar que:

Considere a situação de um automóvel realizando uma curva à direita, a 72 km/h, conforme representado na figura a seguir.

Fonte: Elaborador

Sabendo-se que a curva tem raio médio de 29,5 m e que os pneus do automóvel têm 56 cm de diâmetro e 152 cm de distância, no mesmo eixo, a rotação da roda motora esquerda é

(Use π = 3,14)

Uma esfera metálica de pequenas dimensões é abandonada na borda de um hemisfério e passa a deslizar em seu interior com atrito desprezível, como ilustra a figura.

Sendo g o valor da aceleração da gravidade no local, o módulo da aceleração da esfera no instante em que ela passa pelo ponto mais baixo de sua trajetória é

Uma partícula é lançada horizontalmente de uma altura de 20 m com uma velocidade inicial de 30 m/s. Determine o alcance horizontal da partícula antes de atingir o solo e assinale a opção correta.

Dado: gravidade = 9,8 m/s?

Observe a figura a seguir.

Disponível em: <https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/7795179/mod_resource/content/0/aula_exercicios_P3.pdf>. Acesso em: 25 jun. 2024. [Adaptado].

Uma bala de massa m se move horizontalmente com velocidade v. A bala atinge a borda de um disco sólido, que está inicialmente em repouso, ficando cravada nele (ver a figura). O disco tem massa M, raio R, momento de inércia MR²/2 e está livre para girar em torno de seu eixo. Qual é a velocidade angular do disco imediatamente após a bala ser cravada nele?

O estudo do movimento é de fundamental importância na física, pois oferece uma base essencial para compreendermos o funcionamento do universo ao nosso redor. Através da análise do movimento, podemos desvendar padrões, leis e princípios que regem o comportamento dos corpos no espaço e no tempo. Além disso o estudo do movimento permite o desenvolvimento de tecnologias e aplicações práticas em diversas áreas, desde a engenharia e a medicina até a astronomia e a exploração espacial. Ao compreendermos os conceitos fundamentais da cinemática e da dinâmica, somos capazes de explicar e prever fenômenos naturais e artificiais, possibilitando avanços significativos no conhecimento científico e no progresso da humanidade. Sobre cinemática, assinale a alternativa CORRETA:

Considere que no tempo t = 0 s um canhão a 45 m de altura atira um projétil na direção horizontal. A componente horizontal da velocidade do projétil em metros por segundo é dada pela função $u(t)=4t^2—36t+76$. Considerando que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s² e desconsiderando a resistência do ar, assinale a opção que apresenta o alcance desse projétil, ou seja, a distância horizontal percorrida de t = 0 s até o instante em que o projétil toca o solo.

Em um experimento para estudar o movimento retilíneo de corpos, foi utilizado um trilho de ar em que um carro com massa M se desloca na horizontal, puxado por uma massa em um suporte, que se deslocam na vertical, ambos ligados por meio de um fio ao carro. O conjunto passa por um primeiro sensor fotoelétrico que inicia a contagem do tempo necessário até que o carro passe por um segundo sensor. Esse intervalo de tempo que o carro leva para percorrer diversas distâncias é medido 5 vezes para cada deslocamento, sendo que o primeiro sensor é sempre mantido na mesma posição em todas as medidas. Tanto os intervalos de tempo, quanto as posições do segundo sensor em cada conjunto de medidas são anotados em uma tabela. Após isso, um estudante elabora um gráfico da posição final do carro em função da média dos intervalos de tempo obtidos e obtém a equação x=20,5+42,3t, com a posição em centímetros e o tempo em segundos. Diante disso, ele conclui que:

ATENÇÃO: O enunciado a seguir refere-se às duas próximas questões

Uma partícula realiza um movimento circular uniforme (MCU) no plano 𝑥𝑦. Considere que a posição da partícula pode ser descrita por 𝑥 = 3 cos(3𝑡) e 𝑦 = −3 cos(3𝑡 − 𝜋/2), em que 𝑡 é o tempo em segundos.

O movimento da partícula, em coordenadas polares (𝑟, 𝜃) pode ser descrito como:

Para um salvamento, um caminhão do Corpo de Bombeiros parte do repouso mantendo aceleração constante por um intervalo de tempo T. A velocidade então atingida é mantida por um intervalo de tempo 4T. Em seguida o caminhão desacelera constantemente por um intervalo de tempo T, até atingir o repouso.

O gráfico que melhor representa o deslocamento do caminhão em função do tempo ao longo do percurso é:

O gráfico abaixo representa a velocidade V de um automóvel durante um certo percurso.

De acordo com o gráfico, o espaço percorrido pelo carro de 0 a 20 s foi de:

A caixa da figura abaixo desliza para a direita com velocidade 𝑣⃗ em uma superfície horizontal lisa. Em seu interior, há uma bola sobre uma mola mantida comprimida devido à presença de um fio, o qual prende a bola ao solo da caixa. No instante em que o fio passa sobre o ponto A, ele se rompe, liberando a mola. A bola é então arremessada com uma velocidade inicial vertical em relação à caixa.

Desprezando-se quaisquer atritos, bem como a resistência do ar, é correto afirmar que:

A aceleração de um cursor em movimento retilíneo é dada por $\alpha$ = 50sen $\left(\frac{\pi t}{2}\right)$, onde $\alpha$ é medida em mm/s² e o tempo t em segundos. No instante inicial do movimento, o cursor estava na origem do sistema de coordenadas e partiu do repouso. Com base nessas informações, qual é a posição do cursor 4 segundos após o início do movimento?

Duas pessoas A e B partem de um mesmo ponto, em um movimento retilíneo, em t = 0.

A partir do gráfico de velocidade versus tempo ilustrado abaixo, determine em que instante a distância entre elas é máxima e em qual instante elas voltam a se encontrar, respectivamente.

Um transporte irá viajar da cidade A para a cidade B a uma velocidade de 30 m/s. Sabendo que o tempo total da viajem foi de 4 horas, qual foi a distância total percorrida?

Um drone paira a uma altitude de 20 m quando abandona uma caixa de massa igual a 5,0 kg, que cai e atinge o solo com velocidade de 12 m/s, numa região em que a gravidade vale 9,8 m/s². Quanta energia foi dissipada devido à resistência do ar durante a descida da caixa?

Um foguete é lançado verticalmente para cima a partir da superfície da Terra. Se a velocidade inicial do foguete for metade da velocidade de escape da Terra, qual a altura que o foguete atingirá, em unidades do raio da Terra (R_T)? Despreze as influências da rotação da Terra no movimento do foguete.

Durante um conflito internacional, a cidade de Taipei, em Taiwan, está sob ataque da China. Uma sirene de alerta nuclear soa continuamente no centro da cidade a uma frequência de 700 Hz para avisar os habitantes do iminente perigo. Um motoqueiro que está fazendo entregas, ao ouvir a sirene, decide fugir rapidamente na direção oposta à fonte do som para se proteger em algum abrigo. Sabendo que a velocidade do som no ar é de, aproximadamente, 340 m/s, assinale a alternativa correta para a velocidade de fuga do motoqueiro se ele ouve a sirene com uma frequência percebida de 650 Hz. Neste caso, deve-se assumir que a velocidade da moto é mantida constante ao afastar-se da fonte fixa: