Questões de Física - Cinemática para Concurso

Um pai faz um balanço utilizando dois segmentos paralelos e iguais da mesma corda para fixar uma tábua a uma barra horizontal. Por segurança, opta por um tipo de corda cuja tensão de ruptura seja 25% superior à tensão máxima calculada nas seguintes condições:

• O ângulo máximo atingido pelo balanço em relação à vertical é igual a 90°;

• Os filhos utilizarão o balanço até que tenham uma massa de 24 kg.

Além disso, ele aproxima o movimento do balanço para o movimento circular uniforme, considera que a aceleração da gravidade é igual a 10 s2m​ e despreza forças dissipativas.

Qual é a tensão de ruptura da corda escolhida?

Considere um objeto que é solto a partir do repouso nas proximidades da superfície da Terra e também está sujeito à força de resistência do ar, que é uma força que cresce com a velocidade do objeto até se igualar à força peso. Desprezando qualquer outro efeito sobre o objeto em queda, é correto afirmar que:

Um pedestre pretende atravessar uma avenida. Na iminência de iniciar a travessia, ele olha para a direita e vê um carro com a parte dianteira a 100 m de distância e velocidade de 25 m/s vindo pela faixa da esquerda. Desprezando a distância entre a lateral do veículo e o meio fio da calçada onde se encontra o pedestre, qual a velocidade mínima de travessia do pedestre para que ele não seja atropelado? Dado: largura do carro: 1,20 m.

Considere um bloco de gelo de 2 toneladas que, num dado momento, se destaca de uma geleira. A partir de então esse bloco desliza com velocidade constante pela encosta que tem uma inclinação de 30º. A cada minuto, 1000g de gelo derretem durante a descida devido ao atrito. Calcule a velocidade de descida do bloco e assinale a opção correta.

Dados: sen30º = 0.5; cos30º = 0.87; gravidade = 9.8 m/s²; 4 cal = 4.19 J e calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.

Suponha que a oscilação de um bloco fixado em uma mola, é dada por d = 10cos (6πt​) em que t é medido em segundos e ݀d em centímetros. Em quanto tempo o bloco executa uma oscilação completa?

Uma granada de massa M é lançada do solo plano e horizontal com uma velocidade inicialV0​​ formando um ângulo θ com o sentido positivo do eixo horizontal X. Na altura máxima da sua trajetória parabólica, ela explode em dois fragmentos F1 e F2. O fragmento F1 de massa M/4, imediatamente após a explosão, adquire uma velocidade V1​​ , vertical e orientada para baixo ao longo do sentido negativo do eixo Y. O intervalo de tempo entre o instante imediatamente após a explosão da granada e o instante em que o fragmento F2 toca o solo é de:

Dados: Despreze a resistência do ar, considere que o módulo da aceleração da gravidade é igual a g e que as trajetórias da granada e dos fragmentos estão apenas no plano XY.

Uma canoa amarrada ao ponto P, em um rio, solta-se e é levada pela correnteza das águas. A correnteza tem uma velocidade paralela e módulo constante igual a V_R, em relação à margem do rio. Após um intervalo de tempo igual a Δt, o dono da canoa parte do ponto P ao seu encalço com uma lancha que se desloca com uma velocidade paralela e de módulo constante igual a V_L, em relação à correnteza. Quando ele alcança a canoa, imediatamente a prende e inverte o sentido do movimento da lancha para retornar ao ponto P também com uma velocidade paralela e de módulo constante igual a V_L, em relação à correnteza. Podemos afirmar que o intervalo de tempo entre o instante em que o dono alcança a canoa e o instante em que ele chega ao ponto P é:

Um observador analisou o movimento circular uniforme de uma partícula P ao longo de uma circunferência de raio igual a 3 m e velocidade escalar linear igual a π / 4 m/s. Ele fez o desenho abaixo indicando a posição da partícula, no instante de observação t = 3 s, que se desloca no sentido anti-horário da circunferência. Ele também traçou um eixo X ao longo do diâmetro com a sua origem no centro da circunferência. Esse observador pode afirmar que a função horária que descreve a posição da projeção da partícula P ao longo do eixo X, no SI, é dado por:

Dado: Considere, no desenho, a velocidade V da partícula em t = 3 s.

Desenho Ilustrativo – Fora de Escala

Uma partícula em movimento retilíneo possui velocidade dada por v(t) = 5 + 3t², com unidades no Sistema Internacional de Unidades. No instante t = 0, a partícula encontrava-se a 15 m da origem, no sentido positivo. A aceleração e a posição da partícula no instante t = 4 segundos são, respectivamente, em m/s² e m:

Um objeto recebeu simultaneamente os impulsos de duas forças. Uma delas aplicou sobre esse objeto um impulso de intensidade 3,0 N . s e a outra um impulso de intensidade 4,0 N . s. A intensidade do impulso resultante da ação dessas duas forças sobre esse objeto é, certamente,

Considerando uma pessoa de 60 kg e as acelerações gravitacionais na superfície da Terra iguais a 9,8 m/s² e na superfície de Marte iguais a 3,7 m/s²,

Saindo do município de Guamaré/RN à velocidade média de 75 km/h, uma viagem para a capital (Natal/RN) pode ser realizada em um período de 2 horas e 30 minutos. O tempo gasto para realizar esse mesmo percurso à velocidade de 100 km/h equivale a 

Em laboratórios didáticos, o estudo da cinemática é facilitado com o uso de carrinhos especialmente projetados para deslizar sobre trilhos de alumínio com baixo atrito. Na Figura 7 abaixo, um trilho inclinado permite investigar o movimento uniformemente variado do carrinho. Três cronômetros acionados por laser (A, B e C) registram o tempo de passagem do carrinho desde o momento em que é solto do repouso. O carrinho percorre 30 cm do ponto de liberação até atingir o cronômetro A, registrando um intervalo de tempo de 3 s. Do cronômetro A até o cronômetro B, o carrinho percorre mais 30 cm, e o cronômetro, ao ser atingido, registra um intervalo de tempo de 5 s. Finalmente, do cronômetro B até o cronômetro C, o carrinho percorre mais 60 cm, e o cronômetro, ao ser atingido, registra 8 s. 




Qual é a aceleração média do carrinho durante todo o percurso?

Um motorista chegou em certa cidade, onde o centro turístico era um parque distante a alguns quilômetros desse município. A estrada até o parque era muito íngreme e a velocidade média do carro nas duas primeiras horas foi de 30 Km/h. Após quatro horas gastas da cidade até o parque, o motorista chegou ao destino, sendo que nas últimas horas, a velocidade média do automóvel foi de 60 Km/h. Qual a distância percorrida pelo motorista até o parque? 

Um pêndulo de 3,0 kg de massa e comprimento ℓ = 6,0 m é abandonado do repouso na posição A, numa região em que g = 10 m/s² conforme a figura a seguir.




Desprezando-se a resistência do ar, a intensidade da força de tração no fio, em Newtons, ao passar pela posição B, é:

Um homem atira horizontalmente uma bola de barro de massa 1,0 kg de uma altura de 1,8 m, com velocidade de  = 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 professor Sócrates precisa atravessar uma rua de 32 m de largura. Considerando que o professor consegue efetuar 2 passos por segundo e que cada passo mede 80 cm, o tempo gasto, em segundos necessários para que ele atinja seu objetivo, é:

Uma estrutura com 4.000 N será apoiada no solo sobre uma base retangular de 1 m x 2 m. Sabe-se que a resistência à compressão do solo nesse local é de 0,2 MPa.
Nessas condições, a relação entre a resistência do solo e a pressão da placa é 

Um sistema de transmissão por correia é constituído de três polias (motriz, conduzida e tensionadora), conforme mostrado na Figura.







Considere que: (I) os raios das polias são os indicados na Figura; (II) durante a operação do sistema, a velocidade da correia passa de 2 m/s para 6 m/s em um período de 2 segundos; (III) o movimento ocorre com aceleração constante.
As acelerações angulares das polias motora e conduzida, expressas em rad/s² , nesse período, serão, respectivamente, de

O descarregamento de uma caixa de massa m é realizado com o deslizamento da caixa por um plano inclinado de a graus (10º < α < 30º), conforme mostrado na Figura. 




Considerando-se nulo o atrito entre a caixa e o plano, e sendo g a aceleração da gravidade, a aceleração de deslizamento da caixa sobre o plano