UNIDADES, GRANDEZAS FÍSICAS E VETORES

Universidade Tiradentes – UNIT[pic 1]

Pró-Reitoria Adjunta de Graduação

Disciplina: F1044426 - Física I    Período: 2012.1

Prof.: M.Sc. José Elisandro de Andrade

LISTA DE EXERCÍCIOS 1 – UNIDADE I

UNIDADES, GRANDEZAS FÍSICAS E VETORES

1. O recorde mundial de velocidade no solo é de , estabelecido em 15 de outubro de 1997 por Andy Green com o Thrust SSC, um carro movido a jato. Expresse essa velocidade em m/s (Resp.: )[pic 2][pic 3]
2. A densidade do chumbo é 11,3 g/cm3. Qual é este valor em quilogramas por metro cúbico?
3. A densidade da água é 1,0x103 kg/m3. Converta para libra/pé3. Dado: 1 libra = 0,453 kg; 1 pé = 0,305 m. (Resp.: 62,6 libras/pé3)
4. O maior diamante do mundo é o First Star of Africa (Primeira estrela da África). Seu volume é igual a . Qual o seu volume em centímetros cúbicos e metros cúbicos? Dado: . (Resp.: ; )[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]
5. Uma esquiadora percorre  do sul para o norte e depois  para leste em um campo horizontal coberto de neve. A que distância ela está do ponto de partida e em que direção? (Resp.: )[pic 8][pic 9][pic 10]
6. Uma formiga caminha sobre uma mesa. Um vetor posição  localiza a formiga em um ponto de coordenada  e  em relação à origem do sistema coordenado. Determine o módulo e a direção deste vetor. (Resp.: ; )[pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]
7. Um vetor  tem módulo  e faz um ângulo com o eixo . Desenhe o vetor  aplicado à origem. Determine as componentes de  e escreva-o em termos dos unitários  e . (Resp.: )[pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24]

MOVIMENTO RETILÍNEO

1. Seja a coordenada de um objeto dada por:

[pic 25]

Com  em  e  em .[pic 26][pic 27][pic 28][pic 29]

1. Determine uma expressão para .[pic 30]
2. Determine a velocidade do objeto em .[pic 31]

(Resp.: ; )[pic 32][pic 33]

1. A posição de uma partícula que se move em um eixo  é dada por:[pic 34]

[pic 35]

Com  em  e  em .[pic 36][pic 37][pic 38][pic 39]

Qual é a velocidade da partícula em t = 3,5 s? A velocidade é constante ou variável? (Resp.: ; a velocidade depende de , portanto está variando)[pic 40][pic 41]

1. A posição de uma partícula no eixo  é dada por:[pic 42]

[pic 43]

Com  em  e  em .[pic 44][pic 45][pic 46][pic 47]

1. Como a posição  depende de , a partícula deve estar em movimento. Determine a função velocidade  e a função aceleração  da partícula. (Resp.: ; )[pic 48][pic 49][pic 50][pic 51][pic 52][pic 53]
2. Existe algum instante para o qual ? (Resp.: Sim, )[pic 54][pic 55]

1. A cabeça de um pica-pau está se movendo para a frente com uma velocidade de  quando o bico faz contato com o tronco de uma árvore. O bico para depois de penetrar  no tronco. Determine o módulo da aceleração. (Resp.: )[pic 56][pic 57][pic 58]
2. Em 26 de setembro de 1993, Dave Munday foi até o lado canadense das cataratas do Niágara com uma bola de aço com um furo para a entrada de ar, e caiu  até a água (e as pedras). Suponha que a velocidade inicial era nula e despreze o efeito do ar sobre a bola durante a queda.[pic 59]

1. Quanto tempo durou a queda de Munday? (Resp.: )[pic 60]
2. Determine a função da posição x(t) para a queda de Munday.
3. Determine a posição no final de cada segundo. (Resp.: )[pic 61]
4. Qual a velocidade de Munday ao atingir a superfície da água? (Resp.: [pic 62]
5. Determine a velocidade de Munday a cada segundo. (Resp.: )[pic 63]

1. Um lançador arremessa uma bola de beisebol para cima, ao longo do eixo , com uma velocidade inicial de .[pic 64][pic 65]

1. Quanto tempo a bola leva para atingir a altura máxima? (Resp.: )[pic 66]
2. Qual é a altura máxima alcançada pela bola em relação ao ponto de lançamento? (Resp.: )[pic 67]
3. Quanto tempo a bola leva para atingir um ponto  acima do ponto inicial? (Resp.: ; )[pic 68][pic 69][pic 70]

1. Um elétron com velocidade inicial  penetra em uma região de comprimento , onde é eletricamente acelerado, e sai dessa região com . Qual é a aceleração do elétron, supondo que seja constante? (Resp.: )[pic 71][pic 72][pic 73][pic 74]
2. Um carro que se move a  está a  de uma barreira quando o motorista aciona os freios. O carro bate na barreira 2,00 s depois. a. Qual é o módulo da aceleração constante do carro antes do choque? b. Qual é a velocidade do carro no momento do choque? (Resp.: )[pic 75][pic 76][pic 77]
3. Em um prédio em construção, uma chave de grifo chega ao solo com velocidade de . a. De que altura o operário deixou cair a chave? b. Quanto tempo durou a queda? (Resp.: )[pic 78][pic 79]
4. Você arremessa uma bola de baixo para cima do topo de um edifício alto. A bola deixa sua mão com velocidade de  em um ponto que coincide com a extremidade superior do parapeito do edifício; a seguir ela passa a se mover em queda livre. Quando a bola volta, ela passa raspando pelo parapeito e continua a queda. No local do edifício . Calcule:[pic 80][pic 81]

1. A posição e a velocidade da bola em  e  depois que ela deixou sua mão. (Resp.: )[pic 82][pic 83][pic 84]
2. A velocidade quando a bola está a 5,0 m acima do parapeito. (Resp.: ) [pic 85]
3. A altura máxima atingida e o tempo que ela leva para atingir essa altura. (Resp.: )[pic 86]
4. A aceleração da bola quando ela se encontra na altura máxima. ()[pic 87]

1. Sueli está dirigindo um carro em um trecho retilíneo de uma estrada. No instante , quando o carro está se movendo a  no sentido positivo do eixo , ela passa por um poste de sinalização a uma distância . Sua aceleração é dada por:[pic 88][pic 89][pic 90][pic 91]

[pic 92]

1. Deduza uma expressão para a posição  e a velocidade  em função do tempo. (Resp.: ; )[pic 93][pic 94][pic 95][pic 96]
2. Qual é o instante em que sua velocidade atinge o valor máximo? (Resp.: )[pic 97]
3. Qual é essa velocidade máxima? (Resp.: )[pic 98]
4. Onde está o carrinho quando a velocidade atinge o valor máximo? (Resp.:)[pic 99]