Questões de Concurso sobre Lançamento Horizontal

Durante um exercício de tiro de artilharia de campanha em um campo de treinamento do Exército Brasileiro, uma guarnição utiliza um canhão de massa 2,00 x 10³ kg para disparar um projétil de massa 10,0 kg. O disparo ocorre horizontalmente e o projétil abandona a boca do canhão com uma velocidade de 400 m/s em relação ao solo horizontal. O sistema de amortecimento do canhão é projetado para dissipar a energia cinética de recuo por meio de uma força de resistência mecânica constante exercida por freios hidráulicos, conforme esquematizado na Figura a seguir.

Considerando-se que o sistema canhão-projétil está inicialmente em repouso e que a força média de resistência ao recuo é de 8,00 x 10³ N, a distância em metros percorrida pelo canhão durante o seu recuo até parar totalmente é de, aproximadamente,

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

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.

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.

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.

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

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:

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).

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.

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: