Aula 06-2023.1-Física Geral e Experimental I, professor Rafael, nesta sexta, 11

 

Questão 123 do ENEM 2020: Trajetória de um objeto no lançamento horizontal.

Nesta sexta-feira, 11, teremos a aula 06 da disciplina de Física Geral e Experimental I, gravada ao vivo, direto do Instituto de Informação Quântica da UFCG-IQUANTA, dando destaque as aplicações da cinemática vetorial. O professor Rafael explicando como calcular o coeficiente angular da reta, no gráfico y versus x ao quadrado, no projeto II sobre o Lançamento horizontal da disciplina de Instrumentação I, usando o referencial com orientação positiva para baixo.

O Professor Rafael irá resolver questões de cinemática vetorial com aceleração constante e explicará mais uma vez o projeto II: como fazer a medida da velocidade no lançamento de projétil. Ele está acompanhado de seus dois filhos Renan(9o. Ano) e Camille(Fez o ENEM 2022).

Na próxima semana estudaremos as leis de Newton com ênfase ao  principio fundamental da dinâmica.

Professor Rafael tirando dúvidas  do experimento para medir a velocidade de lançamento horizontal para o seu filho Renan, no IQUANTA. Segue no final desta postagem a terceira lista de exercícios dessa disciplina..

Veja os vídeos.

 Devido a uma queda de energia o vídeo foi encerrado antes do final da aula e dividido em 3 partes.

Parte 1

   

Veja a Parte 2.

 

 Veja mais imagens do projeto II da disciplina de Instrumentação I e FGE I.

Veja o texto usando os comandos em Latex, a versão em PDF será enviada para o grupo do whatsapp da disciplina.

\documentclass[preprint,aps]{revtex4}
\begin{document}
{\bf CES-UFCG-CUIT\'E- INSTRUMENTA\c{C}\~AO I-FGE I-Lista III}

\vspace{0.5cm}

\noindent{Professor: Rafael de Lima Rodrigues. \hrulefill  {\bf Boa Sorte.}}

\noindent{ Aluno(a):\hrulefill  2023.1.}

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\noindent 1) (ENEM/2017)  No Brasil, a quantidade de mortes decorrentes de acidentes por excesso de velocidade j\'a \'e tratada como uma epidemia. Uma forma de profilaxia \'e a instala\c{c}\~ao de aparelhos que medem a velocidade dos automóveis e registram, por meio de fotografias, os ve\'\i culos que trafegam acima do limite de velocidade permitido. O princ\'\i pio de funcionamento desses aparelhos consiste na instala\c{c}\~ao de dois sensores no solo, de forma a registrar os instantes em que o ve\'\i culo passa e, em caso de excesso de velocidade, fotografar o ve\'\i culo quando ele passar sobre uma marca no solo, ap\'os o segundo sensor. Considere que o dispositivo representado na figura esteja instalado em uma via com velocidade m\'axima permitida de 60 km/h. 

No caso de um autom\'ovel que trafega na velocidade m\'axima permitida, o tempo, em milissegundos, medido pelo dispositivo, \'e

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a) 8,3. b) 12,5. c) 30,0. d) 45,0. e) 75,0.

 \noindent 2)  (ENEM/2010) Rua da Passagem. Os autom\'oveis atrapalham o tr\^ansito. Gentileza \'e fundamental. N\~ao adianta esquentar a cabe\c{c}a. Menos peso do p\'e no pedal. O trecho da m\'usica, de Lenine e Arnaldo Antunes (1999), ilustra a preocupa\c{c}o com o tr\^ansito nas cidades, motivo de uma campanha publicit\'aria de uma seguradora brasileira. Considere dois automóveis, A e B, respectivamente conduzidos por um motorista imprudente e por um motorista consciente e adepto da campanha citada. Ambos se encontram lado a lado no instante t = 0 s, quando avistam um semáforo amarelo (que indica atenção, parada obrigat\'oria ao se tornar vermelho). O movimento de A e B pode ser analisado por meio do gr\'afico, que representa a velocidade de cada autom\'ovel em fun\c{c}\~ao do tempo.

As velocidades dos ve\'\i culos variam com o tempo em dois intervalos: (I) entre os instantes 10s e 20s; (II) entre os instantes 30s e 40s. De acordo com o gr\'afico, quais são os módulos das taxas de varia\c{c}\~ao da velocidade do ve\'\i culo conduzido pelo motorista imprudente, em m/s^2 , nos intervalos (I) e (II), respectivamente? 

a) 1,0 e 3,0 b) 2,0 e 1,0 c) 2,0 e 1,5 d) 2,0 e 3,0 e) 10,0 e 30,0 

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\noindent 3) Um bombardeiro, mergulhando em um \^angulo de $60^0$ com a vertical,
lan\c{c}a uma bomba de uma altitude de $600m$. A bomba atinge o solo $5,0s$
ap\'os ser lan\c{c}ada. (a) Qual a velocidade do bombardeiro? (b) Qual a
dist\^ancia que a bomba percorre horizontal durante seu trajeto? (c) Qual
a intensidade da velocidade exatamente momento
antes de atingir o solo? (Lembre-se que neste momento o vetor velocidade
possui as componentes horizontal e vertical.)

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\noindent 4) Uma pedra \'e arremessada horizontalmente, no v\'acuo, do topo de uma escada,
e atinge o solo \`a dist\^ancia de $40cm$ medida da base da escada.

\noindent a) Achar a velocidade, no SI,  com que a pedra foi arremessada, sabendo que a escada tem $60cm$ de
altura.

\noindent b) Calcular a velocidade da pedra ao atingir o solo.

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\noindent 5) Um proj\'etil \' e lan\c{c}ado a um \^angulo $\alpha$
de um penhasco de altura $H$ acima do n\'\i vel do mar. Se ele cair no mar
a uma dist\^ncia $D$ da base do penhasco, prove   que sua altura m\'axima
$y$ acima do n\'\i vel do mar \'e dada por: $y=H+\frac{D^2tg^2\alpha}{4(H+Dtg\alpha)}.$
\vspace{0.5cm}

6) Em um lançamento horizontal de uma altura h=30m, a  velocidade de lançamento foi de v=10m/s. Considere a aceleração da gravidade como sendo 10 metros por segundo ao quadrado. Determine: a) a trajetória após a esfera sair da base de lançamento até chegar no solo. b) Quanto tempo gasta até chegar no solo? c) Qual a distância alcançada? Qual a velocidade quem chegada ao solo?(Lembre-se de que o vetor velocidade chegando no solo tem duas componentes.)

\noindent 7) Fazer os c\'alculos das demonstra\c{c}\~oes contidas
no artigo sobre o alcance m\'aximo do lan\c{c}amento de um proj\'etil, na Revista Brasileira de Ensino de F\'\i sica, vol. 2, p\'agina 260, 1997, voc\^e pode encontrar em www.sbfisica.org.br).

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\noindent {\bf 8) Quest\~ao  Experimental}

Parte I. Como voc\^e faria uma experi\^encia o lan\c{c}amento de um proj\'etil? Voc\^e deve escrever o roteiro do experimento
e os materiais utilizados. Pode ser uma calha de madeira na forma de uma bota, como apresentada pelo professor Rafael ou uma mangueira 

Parte II.  Podemos considerar algumas quest\~oes: Um observador em movimento em
uma bicicleta com a mesma velocidade de um cavalo, ambos na mesma
dire\c{c}\~ao e sentido, veriam uma trajet\'oria retil\'\i nea de um
objeto que caiu da sela do cavalo. Desenhar a trajet\'oria do objeto
para um observador fixo na Terra e outro no cavalo, quando:
(i) a
velocidade do cavalo for constante;
(ii) a velocidade do cavalo
estiver diminuindo e (iii) a velocidade do cavalo estiver aumentando.

\end{document}

9) (ENEM/2016) Dois veículos que trafegam com velocidade constante em uma estrada, na mesma direção e sentido, devem manter entre si uma distância mínima. Isso porque o movimento de um veículo, até que ele pare totalmente, ocorre em duas etapas, a partir do momento em que o motorista detecta um problema que exige uma freada brusca. A primeira etapa é associada à distância que o veículo percorre entre o intervalo de tempo da detecção do problema e o acionamento dos freios. Já a segunda se relaciona com a distância que o automóvel percorre enquanto os freios agem com desaceleração constante. Considerando a situação descrita, qual esboço gráfico representa a velocidade do automóvel em relação à distância percorrida até parar totalmente?

10) TEXTO: 2 - Comum às questões: 32, 33 Em uma prova de 100 m rasos, o desempenho típico de um corredor padrão é representado pelo gráfico a seguir: 

Movimento Uniformemente Variado.

i) (ENEM/1998) Baseado no gráfico, em que intervalo de tempo a velocidade do corredor é aproximadamente constante? 

a) Entre 0 e 1 segundo. b) Entre 1 e 5 segundos. c) Entre 5 e 8 segundos. d) Entre 8 e 11 segundos. e) Entre 12 e 15 segundos. 

ii) - (ENEM/1998) Em que intervalo de tempo o corredor apresenta aceleração máxima? a) Entre 0 e 1 segundo. b) Entre 1 e 5 segundos. c) Entre 5 e 8 segundo. d) Entre 8 e 11 segundos. e) Entre 9 e 15 segundos.

 

Questão do livro de Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga. Física. Volume 1. 

Em um lançamento horizontal de uma altura h=20m, a  velocidade de lançamento foi de v=6m/s. Considere a aceleração da gravidade como sendo 10 metros por segundo ao quadrado. Determine: a) a trajetória após a esfera sair da base de lançamento até chegar no solo. b) Quanto tempo gasta até chegar no solo? c) Qual a distância alcançada?

Resposta do item a). A trajetória é uma semi-parábola. 

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