FISICA Velocidade média e aceleração

Tempo, espaço, velocidade e aceleração

A velocidade é definida como a variação do espaço no tempo. A variação do espaço é dada pela diferença entre o espaço final S_F e o espaço inicial S_I, podendo ser expressa pela equação: ΔS = S_F - S₀

De forma semelhante, podemos calcular a variação do tempo:

Δt = t_{F –} t₀

A velocidade média de um corpo é calculada pela razão entre a variação de espaço e a variação do tempO
 Vm = ΔS = S_F - S₀
                  Δt t_{F –} t₀

A aceleração corresponde à variação da velocidade em um determinado intervalo de tempo. A variação da velocidade é dada por:

Δv = v_F - v₀

A aceleração é definida como:                               

a = Δv = v_F - v₀
     Δt      t_{F –} t₀

Essa equação possibilita a obtenção da função horária da velocidade:

v = v₀ + a.t

E a função horária da posição em função do tempo:

S = S₀ + v₀t + 0,5a.t²

 Exercícios :

1) O motorista de um caminhão pretende fazer uma viagem de Juiz de Fora a Belo Horizonte, passando por Barbacena (cidade situada a 100 Km de Juiz de Fora e a 180 Km de Belo Horizonte). A velocidade máxima no trecho que vai de Juiz de Fora a Barbacena é de 80 km/h e de Barbacena a Belo Horizonte é de 90 km/h. Determine qual o tempo mínimo, em horas, de viagem de Juiz de Fora a Belo Horizonte, respeitando-se os limites de velocidades:

a) 4,25h  b) 3,25h c) 2,25h  d) 3,50h e) 4,50h 

2) Uma família viaja de carro com velocidade constante de 100 km/h, durante 2 h. Após parar em um posto de gasolina por 30 min, continua sua viagem por mais 1h 30 min com velocidade constante de 80 km/h. A velocidade média do carro durante toda a viagem foi de:

a)80Km/h   b) 100Km/h   c)120Km/h   d) 140Km/h  e) 150Km/h
  

3) Um carro com uma velocidade de 80 km/h passa pelo km 240 de uma rodovia às 7 h 30 min. A que horas este carro chegará à próxima cidade, sabendo-se que a mesma está situada no km 300 dessa rodovia?

4) Um motorista pretende percorrer, em 4,5 horas, a distância de 360 km. Todavia, dificuldades imprevistas obrigam-no a manter a velocidade de 60 km/h durante os primeiros 150 minutos. No percurso restante, para chegar no tempo previsto, ele deverá manter a seguinte velocidade média:

 a) 90 km/h. b) 95 km/h. c) 100 km/h. d) 105 km/h. e) 110 km/h.

5) A distância média da Terra ao Sol é de 150 milhões de km ou 1 UA (unidade astronômica). Supondo que fosse possível se desligar a luz proveniente do Sol, ligando-se em seguida e considerando-se a velocidade da luz como 300 mil km por segundo, o tempo que esta luz atingiria a Terra seria aproximadamente de:

 a) 12,7 min. b) 6,5 min. c) 10,8 min. d) 20 min. e) 8,4 min.

6) O movimento de três corpos sobre a mesma trajetória reta tem as seguintes características: • Corpo X: realiza um movimento progressivo, sendo que sua posição inicial era positiva. • Corpo Y: realiza um movimento retrógrado, sendo que sua posição inicial era negativa. • Corpo Z: realiza um movimento progressivo, tendo como posição inicial a da origem da trajetória. De acordo com as características apresentadas, é correto afirmar que

a) X e Y certamente se encontrarão, independentemente dos módulos das suas velocidades.

 b) Y e Z certamente se encontrarão, independentemente dos módulos das suas velocidades.

 c) X e Z certamente se encontrarão, independentemente dos módulos das suas velocidades.

 d) X somente encontrará Z se o módulo da sua velocidade for menor que o módulo da velocidade de Z.

e) Y somente encontrará Z se o módulo da sua velocidade for maior que o módulo da velocidade de Z.

7)) Leia com atenção a tira da Turma da Mônica mostrada abaixo e analise as afirmativas que se seguem, considerando os princípios da Mecânica Clássica. TURMA DA MÔNICA / Maurício Souza

I. Cascão encontra-se em movimento em relação ao skate e também em relação ao amigo Cebolinha.

II. Cascão encontra-se em repouso em relação ao skate, mas em movimento em relação ao amigo Cebolinha.

 III. Em relação a um referencial fixo fora da Terra, Cascão jamais pode estar em repouso. Estão corretas

Estão corretas

a)      apenas I  b) I e II c) I e III d) II e III e) I, II e III

8)Um observador permanece um longo período observando uma tempestade e percebe que, progressivamente, o intervalo de tempo entre os relâmpagos e as respectivas trovoadas vai diminuindo. Um dos relâmpagos foi visto a uma distância de 1.376 metros do local onde o observador se encontra. A partir dessas observações, o que ele conclui em relação à tempestade e qual o intervalo de tempo decorrido entre o relâmpago e o estrondo da trovoada ouvida pelo observador? (Considere a velocidade do som = 344 m/s.)

a) A tempestade está se afastando, e o intervalo de tempo entre o relâmpago e o estrondo da trovoada é de 4,0 s.

b) A tempestade está se aproximando, e o intervalo de tempo entre o relâmpago e o estrondo da trovoada é de 2,0 s.

 c) A intensidade da tempestade está diminuindo, e o intervalo de tempo entre o relâmpago e o estrondo da trovoada é de 4,0 s.

d) A tempestade está se afastando, e o intervalo de tempo entre o relâmpago e o estrondo da trovoada é de 2,0 s.

 e) A tempestade está se aproximando, e o intervalo de tempo entre o relâmpago e o estrondo da trovoada é de 4,0 s.

9) Se o movimento de uma partícula é retrógrado e retardado, então a aceleração escalar da partícula é:
a) nula

b) constante

c) variável

d) positiva

e) negativa

10) Dizer que um movimento se realiza com uma aceleração escalar constante de 5 m/s², significa que:

a) em cada segundo o móvel se desloca 5m.

b) em cada segundo a velocidade do móvel aumenta de 5m/s.

c) em cada segundo a aceleração do móvel aumenta de 5m/s.

d) em cada 5s a velocidade aumenta de 1m/s

e) a velocidade é constante e igual a 5m/s
 

11) Um ônibus escolar deve partir de uma determinada cidade conduzindo estudantes para uma universidade localizada em outra cidade no período noturno. Considere que o ônibus deverá chegar a universidade às 19h, e a distância entre essas cidades é de 120km, com previsão de parada de 10 minutos num determinado local situado 70km antes da cidade de destino. Se o ônibus desenvolver uma velocidade escalar média de 100km/h, qual deve ser seu horário de partida?

a)     18 horas    b) 17 horas e 10 minutos   c)  18 horas e 10 minutos d)    17 horas e 58 minutos e)     17 horas e 38 minutos

12) Diante de um possível aquecimento global, muitas alternativas à utilização de combustíveis fósseis têm sido procuradas. A empresa Hybrid Technologies lançou recentemente um carro elétrico que, segundo a empresa é capaz de ir de 0,0 a 100km/h em 3,0 segundos. A aceleração média imprimida ao automóvel nesses 3,0 segundos é:

   a) 5,3m/s²   b) 8,9m/s²    c) 9,3m/s²       d) 9,8m/s²      e) 10m/s²

13) Dizer que um movimento se realiza com uma aceleração escalar constante de 5m/s² significa que:

a)     em cada segundo o móvel se desloca 5m.

b)    em cada segundo a velocidade do móvel aumenta em 5m/s.

c)     em cada segundo a aceleração do móvel 5m/s.

d)    em cada 5 segundos a velocidade aumenta 1m/s.

e)     a velocidade é constante e igual a 5m/s.

14) Caçador nato, o guepardo é uma espécie de mamífero que reforça a tese de que os animais predadores estão entre os bichos mais velozes da natureza. Afinal, a velocidade é essencial para os que caçam outras espécies em busca de alimentação. O guepardo é capaz de, saindo do repouso e correndo em linha reta, chegar à velocidade de 72km/h em apenas 2,0 segundos, o que nos permite concluir, em tal situação, que o módulo de sua aceleração máximo é igual a:

a)     10   b)    15    c)     18  d)    36   e)     50

15)  Uma pessoa pula de um muro, atingindo o chão horizontal, com velocidade de 4,0m/s, na vertical. Se ela dobrar pouco os joelhos, sua queda é amortecida em 0,020s e , dobrando mais os joelhos, consegue amortecer a queda em 0,100s. O módulo da aceleração média da pessoa, em cada caso, é, respectivamente:

a)     2,0m/s² e 4,0m/s²    b)  20m/s² e 4,0m/s²   c)  20m/s² e 40m/s²      d) 200m/s² e 4,0m/s     e) 200m/s² e 40m/s²