Download - Exercicios Cap 02
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 1
QUESTES DO CAPTULO 2 DO LIVRO FUNDAMENTOS DE FSICA
HALLIDAY & RESNICK - JEARL WALKER
9 EDIO VOLUME 1 MECNICA
1.Um motorista pretende percorrer, em 4,5 horas, a distncia 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 dever manter a seguinte velocidade mdia: a) 90 km/h. b) 95 km/h. c) 100 km/h. d) 105 km/h. e) 110 km/h. Resposta da questo 1: [D] O tempo gasto no primeiro trecho , em horas:
1 1150
t t 2,5 h.60
O espao percorrido nesse intervalo :
Para o restante do percurso: 1 1 1 1S v t 60 2,5 S 150 km.
2 22 2
2 2
S 360 150 210 km. S 210 v v 105 km / h.
t 4,5 2,5 2 h. t 2
2. Um automvel percorre a metade de uma distncia D com uma velocidade mdia de 24 m s e a
outra metade com uma velocidade mdia de 8 m s. Nesta situao, a velocidade mdia do automvel,
ao percorrer toda a distncia D, de: a) 12 m s b) 14 m s c) 16 m s d) 18 m s e) 32 m s Resposta da questo 2: [A]
mS
Vt
Primeiro trecho
11
D / 2 D24 t
t 48
Exerccios Bsicos Resolvidos
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 2
Segundo trecho
11
D / 2 D8 t
t 16
Movimento todo
1 2D D D
t t t48 16 12
mD
V 12 m/sD / 12
3) Um trem se locomove de uma estao a outra durante 5 minutos e, aps chegar a ela, o maquinista abre as portas e espera 30 segundos para que todas as pessoas possam entrar e sair. A partir da, fecha as portas e movimenta o trem para a prxima estao. Considerando que o trem realize um percurso total de 28 km desenvolvendo uma velocidade mdia de 60 km/h, pode-se estimar que o nmero de paradas (estaes), contando desde a primeira at a ltima estao de Observao: Despreze o intervalo de tempo durante a abertura e o fechamento das portas. a) 4. b) 5. c) 6. d) 8. e) 10. Resposta da questo 3: [C] Consideremos que o tempo entre duas estaes quaisquer sempre de 5 min (o enunciado no deixa isso muito claro).
Dados: S = 28 km; vm = 60 km/h. Calculando o tempo de viagem:
m
S 28 7 7 60t h min 28
v 60 15 15min.
Isso significa que so gastos 25 min com o trem em movimento e 3 minutos com paradas. Como cada parada dura 0,5 min, temos, ento, 6 paradas ou 6 estaes. TEXTO PARA A QUESTO 4:
Espao
percorrido (m)
Tempo de prova
Atletismo Corrida 100 9,69 s
Nado livre 50 21,30 s
Atletismo Corrida 1500 4 min 01,63 s
Nado livre 1500 14 min 41,54 s
Volta de Classificao de um carro de Frmula-1
5200 1 min 29,619 s
Conforme os dados da tabela, assinale a alternativa que apresenta a velocidade mdia aproximada, em km/h, para a modalidade nado livre 1500 m. a) 3 .b) 6 c) 9 d) 12 e) 15
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 3
4) Um automvel percorre uma estrada reta de um ponto A para um ponto B. Um radar detecta que o automvel passou pelo ponto A a 72 km/h. Se esta velocidade fosse mantida constante, o automvel chegaria ao ponto B em 10 min. Entretanto, devido a uma eventualidade ocorrida na metade do caminho entre A e B, o motorista foi obrigado a reduzir uniformemente a velocidade at 36 km/h, levando para isso, 20 s. Restando 1 min. para alcanar o tempo total inicialmente previsto para o percurso, o veculo acelerado uniformemente at 108 km/h, levando para isso, 22 s, permanecendo nesta velocidade at chegar ao ponto B. O tempo de atraso, em segundos, em relao previso inicial, : a) 46,3 b) 60,0 c) 63,0 d) 64,0 e) 66,7 Resposta: [D] - Inicialmente vamos determinar as previses iniciais:
V 72km / h 20m / s
t 10min 600s
S SV 20 S 12000m
t 600
O enunciado nos informa que: devido a uma eventualidade ocorrida na metade do caminho, ou seja, o
automvel percorreu 1S 6000m em 1t 300s , restando mais 6000m que devem ser percorridos
tambm em 300s, para o automvel chegar em B no tempo previsto. - O enunciado nos informa que aps a metade do caminho, o motorista foi obrigado a reduzir uniformemente a velocidade, levando 20s para isso e mantendo tal velocidade at restar 1min para alcanar o tempo total inicialmente previsto. Analisando a diminuio da velocidade:
0
2
20
2 2 2 20 2
V 20m / s
V 36km / h 10m / s
t 20s
V V a t 10 20 a 20 a 0,5 m / s
V V 2 a S 10 20 2 ( 0,5) S S 300m
Analisando o deslocamento com velocidade constante at restar 60s (1min) para alcanar o tempo total previsto:
previstot 600s
at restar 60s (1min): 600 60 540s
percorrido 1 2
3 3
3
t t t 300 20 320s
t 540 320 t 220s
V 10m / s
S SV 10 S 2200m
t 220
- Por ltimo o veculo acelerado uniformemente at 108 km/h, levando para isso, 22 s, permanecendo nesta velocidade at chegar ao ponto B.
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 4
Analisando o aumento da velocidade:
0
4
20
2 2 2 20 4
V 10m / s
V 108km / h 30m / s
t 22s
V V a t 30 10 a 22 a 0,91m / s
V V 2 a S 30 10 2 0,91 S S 440m
Analisando o deslocamento com velocidade constante at chegar ao ponto B:
percorrido 1 2 3 4
percorrido
5 total percorrido 5
5
S S S S S
S 6000 300 2200 440 8940m
S S S 12000 8940 S 3060m
V 30m / s
S 3060V 30 t 102s
t t
- O tempo de atraso:
total 1 2 3 4 5
total total
atraso total previsto
atraso
t t t t t t
t 300 20 220 22 102 t 664s
t t t 664 600
t 64s
5). Dois carros, A e B, em movimento retilneo acelerado, cruzam um mesmo ponto em t = 0 s.
Nesse instante, a velocidade 0v de A igual metade da de B, e sua acelerao a corresponde ao
dobro da de B.
Determine o instante em que os dois carros se reencontraro, em funo de 0v e a.
Resposta: No movimento uniformemente variado (MUV), a velocidade mdia igual a mdia das velocidades. Como podemos perceber nesta questo, as velocidades mdias dos mveis A e B so iguais (executam o mesmo deslocamento escalar no mesmo intervalo de tempo), portanto, a mdia das velocidades dos dois veculos tambm ser igual. Logo:
0A FA 0B FB
0A 0A A 0B 0B B
0A A 0B B
V V V V
2 2
V (V a .t) V (V a .t)
2.V a .t 2.V a .t
Conforme o enunciado, temos:
0A 0
0B 0
A
B
V V
V 2V
a a
a a / 2
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 5
Assim:
0 0
0 0
0
0
2.V a.t 2.(2V ) (a / 2).t
a2.V a.t 4.V .t
2
at2V
2
4Vt
a
6). Duas partculas, A e B, que executam movimentos retilneos uniformemente variados, se encontram em t = 0 na mesma posio. Suas velocidades, a partir desse instante, so representadas pelo grfico abaixo.
As aceleraes experimentadas por A e B tm o mesmo mdulo de 20,2m s . Com base nesses dados,
correto afirmar que essas partculas se encontraro novamente no instante a) 10 s b) 50 s c) 100 s d) 500 s Resposta: [D] Dados: v0A = 50 m/s; v0B = -50 m/s; aA = -0,2 m/s
2 (reta decrescente); aB = 0,2 m/s2 (reta crescente).
Adotando origem no ponto de partida e lembrando que a equao horria do espao no MUV
2
0 0
1S S v t at
2 , temos:
2
A
2
B
S 50 t 0,1 t
S 50 t 0,1 t
No encontro, SA = SB:
2 2 250 t 0,1 t 50 t 0,1 t 100 t 0,2 t 0 t 100 0,2 t 0
t 0 (no convm)
100t t 500 s.
0,2
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 6
Pgina 31.
1) Durante um espirro, os olhos podem se fechar por at 0,50 s. Se voc est dirigindo um
carro a 90 km/h e espirra, de quanto o carro pode se deslocar at voc abrir novamente os
olhos?
3) Um automvel viaja em uma estrada retilnea por 40 km a 30 km/h. Em seguida,
continuando no mesmo sentido, percorre outros 40 km a 60 km/h.
a) Qual a velocidade mdia do carro durante este percurso de 80 km?
b) Qual a velocidade escalar mdia?
c)Desenhe o grfico de x em funo de t e mostre como calcular a velocidade mdia a partir do
grfico.
5) A posio de um objeto que se move ao logo do eixo x dada por: x = 3t 4t2 + t3, onde x
est em metros e t em segundos. Determine a posio do objeto para os seguintes valores:
a) 1 s b) 2 s c) 3 s d) 4 s.
e)Qual o deslocamento do objeto entre t = 0 e t = 4 s?
f) Qual a velocidade mdia para o intervalo de tempo t = 2 s e t = 4 s?
Exerccios Propostos
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 7
7) Dois trens, ambos se movendo com velocidade de 30 km/h, trafegam em sentidos opostos
na mesma linha frrea retilnea. Um pssaro parte da extremidade dianteira de um dos trens,
quando esto separados por 60 km, voando a 60 km/h, e se dirige em linha reta para outro
trem. Ao chegar ao outro trem, o pssaro faz meia volta e se dirige para o primeiro trem, e
assim por diante. Qual a distncia que o pssaro at os dois trens colidirem?
Pgina 32.
8) Situao de Pnico: A figura 2-21 mostra uma situao na qual muita pessoas tentam
escapar por uma porta de emergncia que est trancada. As pessoas s aproximam da porta
com velocidade Vs de 3,50 m/s, tm d = 0,25 m de espessura e esto separadas por uma
distncia L = 1,75 m. A figura mostra a posio das pessoas em t = 0.
a) Qual a taxa mdia de amento da camada de pessoas que se aproximam da porta?
b) Em que instante a espessura da camada chega a 5,0 m?
11) Voc tem que dirigir em uma via expressa para se candidatar a um emprego em outra
cidade, que fica a 300 km de distncia. A entrevista foi marcada para as 11 h 15 min. Voc
planeja dirigir a 100 km/h e parte s 8 h para ter algum tempo de sobra. Voc dirige na
velocidade planejada durante os primeiros 100 km, mas, em seguida, um trecho em obras o
obriga reduzir a velocidade para 40 km/h por 40 km. Qual a menor velocidade que deve
manter no resto da viagem para chegar a tempo?
17) A posio de uma partcula que se move ao longo do eixo dada por x(t) = 9,75 +1,50 t3,
onde x est em centmetro e t em segundos. Calcule:
a) A velocidade mdia durante o intervalo de tempo de t = 2,00 s a 3,00 s.
b) A velocidade instantnea em t = 2,00 s e em t = 3,00 s.
Pgina 33.
20) Se a posio de uma partcula dada por x = 20t 5t3 onde x est em metros e t em
segundos, em que instantes a velocidade e a acelerao da partcula zero?
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 8
23) Um eltron com velocidade inicial Vo = 1,50.105 m/s penetra em uma regio de
comprimento L = 1,00 cm, onde eletricamente acelerado e sai dessa regio com velocidade
V = 5,70.106 m/s. Qual a acelerao do eltron suposta constante.
25)Um veculo eltrico parte do repouso e acelera em linha reta a uma taxa de 2,0 m/s2 at
atingir a velocidade de 20 m/s. Em seguida, o veculo desacelera a uma taxa constante de
1,0 m/s2 at parar.
a) Quanto tempo transcorre entre a partida e a chegada?
b) Qual a distncia percorrida pelo veculo desde a partida at parar?
26) Um mon (partcula elementar) penetra em uma regio com velocidade de 5,00.106 m/s e
passa ser desacelerado a taxa de 1,25.1014 m/s2. a) Qual a distncia percorrida pelo mon at
parar?
b) Desenhe os grficos de: x = f(t) e v =f(t).
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 9
30) Os freios de um carro podem produzir uma desacelerao da ordem de 5,2 m/s2.
Se o motorista est a 137 km/h e avista um policial rodovirio, qual o tempo mnimo
necessrio para atingir a velocidade mxima permitida que de 90 km/h?
33)Um carro que se move a 56,0 km/h est a 24,0 m de distncia de um muro quando o
motorista aciona os freios. O carro bate no muro 2,00 s depois.
a) Qual era o mdulo da acelerao constante do carro antes do choque?
b) Qual era a velocidade do caro no momento do choque?
Pgina 34.
36) Um carro se move ao longo do eixo x por uma distncia de 900 m, partido do repouso
(em x=0) e terminado em repouso (em x= 900 m). No primeiro quarto do percurso, a
acelerao + 2,25 m/s2. Nos outros trs quartos, a acelerao passa a ser 0,750 m/s2.
Quais so: a) o tempo necessrio para percorrer os 900 m?
b) a velocidade mxima?
37) A figura mostra o movimento de uma partcula que se move ao longo do eixo x com
acelerao constante.
A escala vertical do grfico definida por xs = 6,0 m. Quais so:
a) O mdulo da velocidade? B) O sentido da acelerao da partcula.
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 10
39) Os carros A e B se movem no mesmo sentido em pistas vizinhas. A posio x do carro A
dada na figura 2-27, do instante t = 0 ao instante t = 7,0 s. A escala vertical do grfico
definida por Xs = 32,0 m. Em t = 0, o carro B est em x = 0, com uma velocidade de 12 m/s e
uma acelerao negativa aB.
a) Qual deve ser o valor de aB para que os carros estejam lado a lado? Ou seja, tenham o
mesmo valor de x em t = 4,0 s.
b) Para esse valor de aB quantas vezes os carros ficam lado a lado?
Pgina 35.
50) No instante t = 0, uma pessoa deixa cair a ma 1 de uma ponte, pouco depois, a pessoa
deixa cair a ma 2 verticalmente para baixo do mesmo local. A figura 2-30 mostra a posio
vertical y das duas mas em funo do tempo durante a queda at a estrada que passa por
baixo da ponte. A escala horizontal do grfico definida por ts = 2,0 s. Aproximadamente com
que velocidade a ma 2 foi jogada para baixo?
56) A figura 2-32 mostra a velocidade v em funo da altura y para uma bola lanada
verticalmente para cima ao longo de um eixo Y. A distncia d 0,40 m. A velocidade na altura
yA VA. A velocidade na altura yB VA/3. Determine a velocidade VA.
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 11
Pgina 36:
60) Uma pedra lanada verticalmente para cima a partir do solo no instante t = 0.
Em t = 1,5 s, a pedra ultrapassa o alto de uma torre; 1,0 s depois atinge a altura mxima.
Qual a altura da torre?
64) Uma bola lanada verticalmente para cima a partir da superfcie de outro planeta. O
grfico de y em funo de t para a bola mostrado na figura 2-33, onde y altura da bola
acima do ponto de lanamento e t = 0 no instante em que a bola lanada. A escala vertical do
grfico definida por ys = 30,0 m. Quais so os mdulos (a) da acelerao em queda livre no
planeta e (b) da velocidade inicial da bola?
67) Quando uma bola de futebol chutada na direo de um jogador e o jogador desvia de
cabea, a acelerao da cabea durante a coliso pode ser relativamente grande. A figura 2-35
mostra a acelerao a(t) da cabea de um jogador de futebol sem e com capacete, a partir do
repouso. A escala vertical definida por as = 200 m/s2. Qual a diferena entre a velocidade da
cabea sem e com o capacete no instante t = 7,0 ms? (m = mili = 10-3).
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 12
GABARITO CAPTULO 2 HALLIDAY
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 13
BIBLIOGRAFIA:
ALONSO, M. e FINN, E. - Fsica. Vol.1; Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo.
FEYNMAN, R. P. et allii - Lectures on Physics. Vol.1; Addison-Wesley Publishing
Company, Massachussetts, 1964.
HALLIDAY, D. e RESNICK, R. - Fundamentos de Fsica. Vol.1, 2, 4; Livros Tcnicos e
Cientficos Editora, Rio de Janeiro.
OKUNO, E. et allii - Fsica para Cincias Biolgicas e Biomdicas. Editora Harbra, So
Paulo, 1982.
NUSSENZVEIG, H. M. - Curso de Fsica Bsica. Vol.1; Editora Edgard Blcher Ltda., So
Paulo.
OREAR, J. - Fundamentos de Fsica. Vol.1, 2, 3, 4; Livros Tcnicos e Cientficos Editora,
Rio de Janeiro, 1981.
RAMALHO Jr., F. et alli - Os Fundamentos da Fsica. Vol.1, 2; Editora Moderna, So
Paulo, 1989.
SEARS, F. et allii - Fsica. Vol.1, 2, 4; Livros Tcnicos e Cientficos Editora, Rio de
Janeiro, 1984.
CIENCIANET La Ciencia es Divertida http://ciencianet.com
physics central
http://www.physicscentral.com
PhysicsWeb
http://physicsweb.org
The Physics Classroom
http://www.physicsclassroom.com
WOLFRAMRESEARCH
http://scienceworld.wolfram.com
Convite Fsica
http://www.conviteafisica.com.br
Departamento de Fsica da UFC
http://www.fisica.ufc.br
e-escola
http://www.e-escola.utl.pt
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 14
FsicaBR Web Site
http://www.fisicabr.org
-....--Fsica Divertida- http://www.fisicadivertida.pro.br
Fisica.Net
http://fisicanet.terra.com.br
pet fsica uem
http://www.pet.dfi.uem.br
Por que, Pra qu?
http://www.sescsp.com.br/sesc/hotsites/por_que_pra_que
Prof. Carlos Eduardo Aguiar (IF/UFRJ)
http://omnis.if.ufrj.br/~carlos/carlos.html
Projeto Galera da Fsica
http://www.galeradafisica.com.br
Radioatividade (UFRGS)
http://www.if.ufrgs.br/cref/radio/indexe.htm
Sala de Fsica
http://www.saladefisica.cjb.net
http://www.saladefisica.com.br
Scite
http://www.scite.pro.br
UniEscola (UFRJ)
http://www.uniescola.ufrj.br
SOCIEDADES
American Physical Society (APS)
http://www.aps.org
Real Sociedad Espaola de Fsica (RSEF)
http://www.ucm.es/info/rsef
Sociedade Portuguesa de Fsica (SPF)
http://www.spf.pt
Sociedade Brasileira de Fsica (SBF)
http://pcsbf1.if.usp.br
Sociedade Brasileira de Histria da Cincia (SBHC)
http://www.mast.br/sbhc/inicio.htm
-
SITE DA FSICA 1: https://sites.google.com/site/fis1usjt/ Pgina 15
Sociedade Brasileira de Matemtica (SBM)
http://www.sbm.org.br
Sociedade Brasileira para o Progresso da Cincia (SBPC)
http://www.sbpcnet.org.br/SBPC.html
Portal Brasileiro de Fsica Mdica (PBFM)
http://www.fisicamedica.org/index-entrada.php
Associao Brasileira de Direito Aeronutico e Espacial (SBDA)
http://www.sbda.org.br
SITE PESSOAL
http://profanderson.net/files/problemasresolvidos.php
http://www.fisica.ufpb.br/~jgallas/ENSINO/volume1.html
http://cristianopalharini.wordpress.com/2009/10/27/exercicios-resolvidos-de-fisica-
halliday/