Questões de Concurso sobre Lançamento Horizontal

Uma partícula de massa m é lançada horizontalmente ao longo do eixo x, a partir da origem do sistema de coordenadas, no instante t = 0, com velocidade inicial de módulo v_o. Uma vez lançada, a partícula descreve um movimento de projétil sob a ação exclusiva do seu peso, com aceleração da gravidade g na direção vertical (eixo y). Em relação ao ponto de lançamento (origem), o módulo do vetor momento angular da partícula em função do tempo t é dado por:

Observe a figura a seguir, que ilustra um alvo x posicionado horizontalmente no solo a 3 m da lateral de um edifício com 10 m de altura:

(Arquivo pessoal; imagem usada com autorização)

Uma bola é rolada do telhado horizontal do edifício no sentido do alvo. Desprezando a resistência do ar, a velocidade horizontal, em metros por segundo, com a qual a bola deve deixar o telhado para atingir o alvo é de

Dado: g = 10 m/s²

Uma bola de tênis tem massa de 50 g e viaja horizontalmente com uma velocidade de 80 m/s. Qual é, em metros, o limite da incerteza na medida de sua posição (de acordo com o princípio de incerteza de Heisenberg), se a incerteza na medida de sua velocidade é 0,01 m/s? Considere h = 6,63 × 10^-34 m² .kg/s.

Um projétil é lançado horizontalmente com velocidade inicial de 200 m/s a partir de um canhão situado a 80 m acima do solo (considerado plano horizontal). Assinale a alternativa que apresenta corretamente o tempo de permanência do projétil no ar e seu alcance horizontal.

Considere: g=10 m/s² e despreze forças dissipativas.

Observe a figura:

A figura mostra o esquema de um cilindro girando com seu centro fixado sobre o eixo y de um sistema cartesiano. A frequência de giro do cilindro é f, constante, e, no seu ponto superior, um objeto nele apoiado despenca, sendo lançado horizontalmente e caindo sob a ação da gravidade sobre um piso horizontal a uma distância x da origem do sistema cartesiano Oxy.

Se a frequência de giro do cilindro duplicar, o tempo de queda do objeto até atingir o piso

Um pequeno bloco é abandonado de uma calha circular de raio 𝑅, conforme ilustrado na figura abaixo. Ao abandonar a calha, o bloco é lançado horizontalmente sobre uma mesa, a partir de uma posição a uma altura 𝐻 do solo. O bloco atinge o solo a uma distância horizontal 𝐷 do ponto de lançamento. Desconsiderando possíveis atritos e a resistência do ar, assinale a alternativa que expressa corretamente o alcance 𝐷 em termos de 𝑅 e 𝐻.

Durante uma operação de resgate e salvamento em uma enchente de grandes proporções, muitas famílias ficaram ilhadas no alto de suas casas aguardando o socorro chegar. Nos locais de difícil acesso, foi necessário o uso de drones para entregar suprimentos e/ou medicamentos aos afetados pela cheia.

Considere, então, um drone que desloca-se na horizontal, a uma velocidade constante de 54 km/h que precisa lançar um kit de primeiros socorros para as pessoas em emergência médica sobre uma casa. O drone não pode se aproximar diretamente sobre a casa por causa de uma fiação elétrica próxima e apenas pode lançar a carga a partir de uma distância horizontal de 45 m, usando sua própria velocidade para lançar o projétil horizontalmente. As pessoas precisam ser resgatadas em breve porque estão a apenas 0,9 m acima do nível da água da enchente.

Assinale a alternativa correta que estabelece qual deve ser a altura h do drone em relação ao nível da água para que o lançamento seja possível e a carga alcance as pessoas devidamente no ponto X. Use g = 9,8 m/s²:

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?

Quatro bolas de mesma massa foram simultaneamente lançadas do topo de um edifício, de uma altura h, em relação ao solo. Cada uma delas numa direção, todas com a mesma velocidade inicial. Despreze a resistência do ar.

Ao atingirem o solo, as bolas que terão a menor e a maior componente vertical da velocidade, respectivamente, são:

Se o atleta lançasse o peso com um ângulo de 45°, o alcance do arremesso seria maior.

Um homem atira horizontalmente uma bola de barro de massa 1,0 kg de uma altura de 1,8 m, com velocidade de $\overrightarrow{V}$ = 8 m/s, em direção a um skate parado de massa 3,0 kg, como mostra a figura a seguir.

Considerando que todo barro ficará grudado no skate no instante em que ele for atingido, o conjunto (skate + barro) iniciará um movimento com uma velocidade, em m/s, igual a:

O ponto C fica na mesma reta vertical de B. Assim, o alcance horizontal CD na superfície plana foi, em metros, de

Uma pessoa é desafiada a chutar uma bola posicionada sobre uma ponte, a uma altura de 20m acima do solo, para atingir um alvo no chão, localizado 40m a frente do local de lançamento da bola. Sobre esse desafio, analise afirmativas abaixo.

I. Nas condições descritas, o vetor velocidade inicial deverá fazer um ângulo de 45^o com o horizonte para que a bola atinja o alvo.

II. Nas condições descritas, para atingir o alvo o módulo do vetor velocidade inicial da bola deverá ser de 72 km/h e sua direção horizontal.

III. Se o chute promover um lançamento horizontal, mesmo que o alvo não seja atingido, no instante em que a bola tocar o solo o componente vertical do vetor velocidade tem módulo correspondente a 72 km/h.

Assinale a opção que indica as alternativas corretas dentre as três afirmações. Despreze a os efeitos de resistência e considere a aceleração da gravidade igual 10m/s².

Assinale a alternativa que representa a aproximação para a velocidade do centro de massa no lançamento para o caso em que a largura da calha é muito menor que o diâmetro da esfera (L << D).

Considere que A_D é o alcance para o deslizamento puro, que A_R é o alcance para o rolamento puro nas condições apresentadas no texto de suporte, que H é o deslocamento vertical do centro de massa após o lançamento e que a largura da calha é muito menor que o diâmetro da esfera (L << D). Assinale a alternativa que representa a expressão da diferença entre o alcance nas duas condições (A_D - A_R) e o valor aproximado dessa diferença se h = 35 cm e H = 1,0 m. Caso necessite, utilize as seguintes aproximações $\sqrt{2}$ = 𝟏, 𝟒,$\sqrt{5}$ = 𝟐, 𝟐 e $\sqrt{7}$ = 𝟐, 𝟔.

Considerando para a aceleração da gravidade o valor de aproximadamente 9,8 m/s², que a largura da calha é cerca de 10 vezes menor que o diâmetro da esfera e que o centro de massa desloca verticalmente 35 cm na calha e depois mais 1,0 m após o lançamento horizontal, assinale a alternativa que apresenta o valor que melhor se aproxima do alcance (deslocamento horizontal após o lançamento, em relação ao ponto que a esfera deixa de ter contato com o aparato).

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

Os simuladores são facilitadores no processo de ensino-aprendizagem, uma vez que promovem mais interação, deixando as aulas mais dinâmicas. Baseando-se nessa ideia, um professor de Física deixa uma atividade para seus alunos sobre lançamento horizontal de projétil para ser realizada no simulador PHET Interactive Simulations. O objetivo da atividade é que uma esfera de massa 1 kg seja lançada horizontalmente, a 3,2 metros de altura, e atinja o alvo localizado no chão a 12 metros da base de lançamento, como mostra a figura a seguir.

Montagem realizada no simulador.

Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/projectile-motion. Acesso em: 24 maio 2022.

Considerando g = 10 m/s² e desprezando todas as formas de atrito para que a esfera acerte o alvo, qual deve ser o valor da velocidade inicial de lançamento, em m/s?

Desconsiderando-se qualquer tipo de força resistiva, a relação entre as alturas máximas, h₁ e h₂, atingidas pelos projéteis A e B é:

Se os dois projéteis forem lançados simultaneamente, desconsiderando-se quaisquer forças resistivas, qual será a altura do projétil que ainda estará em movimento no instante em que o outro tocar o solo?