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Exercícios sobre equação de Torricelli

Resolva esta lista de exercícios sobre equação de Torricelli, equação que possibilita calcularmos algumas grandezas físicas quando não se sabe o tempo.

Questão 1

(Uepi) Um corpo é abandonado de uma altura de 20 m num local onde a aceleração da gravidade da Terra é dada por g = 10 m/s2. Desprezando o atrito, o corpo toca o solo com velocidade:

A) igual a 20 m/s
B) nula
C) igual a 10 m/s
D) igual a 20 km/h
E) igual a 15 m/s

Questão 2

(Mackenzie) Um trem de 120 m de comprimento se desloca com velocidade escalar de 20 m/s. Esse trem, ao iniciar a travessia de uma ponte, freia uniformemente, saindo completamente da mesma 10s após, com velocidade escalar de 10 m/s. O comprimento da ponte é:

A) 150 m
B) 120 m
C) 90 m
D) 60 m
E) 30 m

 

Questão 3

(Uern) Um automóvel que se encontrava em repouso entra em movimento retilíneo uniformemente variado atingindo em 20 s uma velocidade de 90 km/h. A partir de então ele mantém essa velocidade por mais 20 s e, em seguida, passa a desacelerar gastando também 20 s para voltar ao repouso. A distância percorrida por esse automóvel em todo o percurso é:

A) 0,5 km.

B) 1 km.

C) 1,5 km.

D) 2 km.

Questão 4

(UFPA) Um ponto material parte do repouso em movimento uniformemente variado e, após percorrer 12 m, está animado de uma velocidade escalar de 6,0 m/s. A aceleração escalar do ponto material, em m/s, vale:

A) 1,5.

B) 1,0.

C) 2,5.

D) 2,0.

E) nenhuma das alternativas.

Questão 5

Determine a aceleração angular de um corpo que varia o seu deslocamento angular em 10 rad quando a sua velocidade angular muda de 0 rad/s para 2 rad/s.

A) 0,1 rad/s2

B) 0,2 rad/s2

C) 0,3 rad/s2

D) 0,4 rad/s2

E) 0,5 rad/s2

Questão 6

Uma criança lança uma boneca de uma altura de 15 m, iniciando um movimento uniformemente variado com velocidade de 4 m/s. Sabendo que a aceleração da gravidade é 10m/s2, qual foi a velocidade com que a boneca atingiu o solo?

A) 15,6 m/s

B 16,7 m/s

C) 17,8 m/s

D) 18,9 m/s

E) 19,0 m/s

Questão 7

Uma centrifugadora tem velocidade máxima de centrifugação de W radianos por segundo, que se atinge após 6 voltas completas. Sabendo que a sua aceleração angular é de 0,5 rad/s2 , calcule a velocidade máxima da centrifugadora.

Utilize π = 3.

A) 3 rad/s

B) 4 rad/s

C) 5 rad/s

D) 6 rad/s

E) 7 rad/s

Questão 8

Determine qual foi a variação de deslocamento sofrida por um móvel que partiu do repouso e, após um tempo, atingiu a velocidade de 80 m/s, sabendo que a sua aceleração foi de 4 m/s2.

A) 400 m

B) 500 m

C) 600 m

D) 700 m

E) 800 m

Questão 9

Sabendo que um corpo com aceleração angular de 1 rad/s2  parte do repouso e atinge a velocidade angular de 10 rad/s, calcule a variação do seu deslocamento angular.

A) 40 rad

B) 50 rad

C) 60 rad

D) 70 rad

E) 80 rad

Questão 10

Uma pessoa inicia um percurso com velocidade de 1 m/s e realiza um MUV com aceleração igual a 0,2 m/s2. Calcule o espaço percorrido pela pessoa, sabendo que ao final do percurso a sua velocidade era de 2 m/s.

A) 5,5 m

B) 6,0 m

C) 6,5 m

D) 7,0 m

E) 7,5 m

Questão 11

Uma roda de bicicleta muda a sua velocidade angular de 2 rad/s para 5 rad/s, variando o seu deslocamento angular em 100 rad. Com base nessas informações, calcule a sua aceleração angular.

A) 0,049 rad/s2

B) 0,061 rad/s2

C) 0,074 rad/s2

D) 0,105 rad/s2

E) 0,243 rad/s2

Questão 12

Quais das alternativas abaixo apresentam as unidades de medidas correspondentes às grandezas físicas estudadas na equação de Torricelli?

I. A velocidade é medida em metros por segundo.

II. A aceleração é medida em metros por segundo.

III. O tempo é medido em segundos.

IV. A variação de deslocamento é medido em segundos.

A) Alternativas I e II.

B) Alternativas III e IV.

C) Alternativas I e III.

D) Alternativas II e IV.

E) Alternativas I e IV.

Respostas

Resposta Questão 1

Alternativa A.

Calcularemos a velocidade com que o corpo toca o solo através da equação de Torricelli:

\(v_f^2 = v_i^2 + 2 \cdot a \cdot \Delta_x\)

\(v_f^2 = 0^2 + 2 \cdot 10 \cdot 20\)

\(v_f^2 = 400\)

\(v_f = \sqrt{400} \)

\(v_f = 20\ m/s\)

Resposta Questão 2

Alternativa E.

Primeiramente, calcularemos a desaceleração do trem através da fórmula da função horária da velocidade no movimento uniformemente variado (MUV):

\(v_f = v_i \ + a \cdot t\)

\(10 = 20 + a \cdot 10\)

\(10 - 20 = a \cdot 10\)

\(-10 = a \cdot 10\)

\(a = - \frac {10}{10}\)

\(a = - 1 \ m/s^2\)

Depois, calcularemos a distância total percorrida através da equação de Torricelli:

\(v_f^2 = v_i^2 + 2 \cdot a \cdot \Delta_x\)

\(10^2 = 20^2 + 2 \cdot (-1) \cdot \Delta_x\)

\(100 = 400 -2 \cdot \Delta_x\)

\(100 - 400 = -2 \cdot \Delta_x\)

\(- 300 = -2 \cdot \Delta_x\)

\(\Delta_x = \frac {300}{2}\)

\(\Delta_x = 150 \ m\)

Por fim, calcularemos o comprimento da ponte através da diferença entre a distância total da ponte e o comprimento do trem:

x = comprimento do trem + comprimento da ponte

150 = 120 + comprimento da ponte

150 - 120 = comprimento da ponte

comprimento da ponte = 30 m

Resposta Questão 3

Alternativa B.

Primeiramente, calcularemos a aceleração nos 20 segundos iniciais através da fórmula da função horária da velocidade no movimento uniformemente variado (MUV):

\(v_f = v_i + a \cdot t\)

\(25 = 0 +a \cdot 20\)

\(25 = a \cdot 20\)

\(a = \frac{25}{20}\)

\(a = 1,25\ m/s^2\)

Depois, calcularemos a variação de deslocamento através da equação de Torricelli:

\(v_f^2 = v_i^2 + 2 \cdot a \cdot \Delta_x\)

\(25^2 = 0^2 + 2 \cdot 1,25 \cdot \Delta_x\)

\(625 = 0 + 2,5 \cdot \Delta_x\)

\(625 = 2,5 \cdot \Delta_x\)

\(\Delta_x = \frac {625}{2,5}\)

\(\Delta_x = 250\ m\)

Em seguida, calcularemos a variação de deslocamento nos 20 s em que estava com velocidade constante através da função horária da posição no movimento uniforme (MU):

\(x_f = x_i \ + v \cdot t\)

\(x_f - x_i = v \cdot t\)

\(\Delta_x = v \cdot t\)

\(\Delta_x = 25 \cdot 20\)

\(\Delta_x = 500\ m\)

Por fim, calcularemos as distâncias percorridas por esse automóvel em todo o percurso, somando as variações de deslocamento encontradas anteriores mais 250 m, que é a distância necessária para que o automóvel pare:

distância total = 500 + 250 + 250

distância total = 1000 m

distância total = 1 km

Resposta Questão 4

Alternativa A.

Calcularemos a aceleração do ponto material através da equação de Torricelli:

\(v_f^2 = v_i^2 + 2 \cdot a \cdot \Delta_x\)

\(6^2 = 0^2 + 2 \cdot a \cdot 12\)

\(36 = 0 + 24 \cdot a\)

\(36 = 24 \cdot a\)

\(a = 1,5\ m/s^2\)

Resposta Questão 5

Alternativa A.

Calcularemos a aceleração angular por meio da fórmula de Torrichelli no movimento circular (MC):

\(\omega_f^2 = \omega_0^2 + 2 \cdot \alpha \cdot \Delta_\phi\)

\(2^2 = 0^2 + 2\cdot \alpha \cdot 10\)

\(2 = 0 + 20\cdot \alpha\)

\(\alpha = \frac{2}{20}\)

\(\alpha = 0,1\ rad/s^2\)

Resposta Questão 6

Alternativa C.

Calcularemos a velocidade final da boneca através da equação de Torricelli:

\(v_f^2 = v_i^2 + 2 \cdot a \cdot \Delta_x\)

\(v_f^2 = 4^2 + 2 \cdot 10 \cdot 15\)

\(v_f^2 = 16 + 300\)

\(v_f^2 = 316\)

\(v_f = \sqrt {316}\)

\(v_f \cong 17,8\ m/s\)

Resposta Questão 7

Alternativa D.

Primeiramente, calcularemos o deslocamento angular realizado pela centrifugadora por meio de uma regra de três simples:

\(1\ volta - 2 \cdot \pi\ rad\)

\(6\ voltas - \Delta_\phi\)

\(\Delta_\phi = 6 \cdot 2\cdot \pi\ rad\)

\(\Delta_\phi = 6 \cdot 2\cdot 3 \ rad\)

\(\Delta_\phi = 36\ rad\)

Por fim, calcularemos a velocidade máxima por meio da fórmula de Torricelli:

\(\omega_f^2 = \omega_0^2 + 2 \cdot \alpha \cdot \Delta_\phi\)

\(\omega_f^2 = 0^2 + 2 \cdot 0,5 \cdot 36\)

\(\omega_f^2 = 36\)

\(\omega_f = \sqrt{36}\)

\(\omega_f = 6\ rad / s\)

Resposta Questão 8

Alternativa E.

Calcularemos a variação de deslocamento desse móvel através da equação de Torricelli:

\(v_f^2 = v_i^2 + 2 \cdot a \cdot \Delta_x\)

\(80^2 = 0^2 + 2 \cdot 4 \cdot \Delta_x\)

\(6400 = 0 + 8 \cdot \Delta_x\)

\(6400 = 8 \cdot \Delta_x\)

\(\Delta_x = \frac{6400}{8}\)

\(\Delta_x = 800 m\)

Resposta Questão 9

Alternativa B.

Calcularemos a variação de deslocamento angular por meio da fórmula de Torrichelli no movimento circular (MC):

\(\omega_f^2 = \omega_0^2 + 2 \cdot \alpha \cdot \Delta_\phi\)

\(10^2 = 0^2 + 2 \cdot 1 \cdot \Delta_\phi\)

\(100 = 0 + 2 \cdot \Delta_\phi\)

\(100 = 2 \cdot \Delta_\phi\)

\(\Delta_\phi = \frac{100}{2}\)

\(\Delta_\phi = 50\ rad\)

Resposta Questão 10

Alternativa E.

Calcularemos a variação de deslocamento desse móvel através da equação de Torricelli:

\(v_f^2 = v_i^2 + 2 \cdot a \cdot \Delta_x\)

\(2^2 = 1^2 + 2 \cdot 0,2 \cdot \Delta_x\)

\(4 = 1 + 0,4 \cdot \Delta_x\)

\(4 - 1 = 0,4 \cdot \Delta_x\)

\(3 = 0,4 \cdot \Delta_x\)

\(\Delta_x = \frac{3}{0,4}\)

\(\Delta_x = 7,5\ m\)

Resposta Questão 11

Alternativa D.

Calcularemos a aceleração angular por meio da fórmula de Torrichelli no movimento circular (MC):

\(\omega_f^2 = \omega_0^2 + 2 \cdot \alpha \cdot \Delta_\phi\)

\(5^2 = 2^2 + 2 \cdot \alpha \cdot 100\)

\(25 = 4 + 200 \cdot \alpha\)

\(25 - 4 = 200 \cdot \alpha\)

\(21 = 200 \cdot \alpha\)

\(\alpha = \frac{21}{100}\)

\(\alpha = 0,105\ rad/s^2\)

Resposta Questão 12

Alternativa C.

I. A velocidade é medida em metros por segundo. (correta)

II. A aceleração é medida em metros por segundo. (incorreta)
A aceleração é medida em metros por segundo ao quadrado.

III. O tempo é medido em segundos. (correta)

IV. A variação de deslocamento é medido em segundos. (incorreta)
A variação de deslocamento é medido em metros.

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