Exercícios Sobre Movimento Uniformemente Variado

Reza August 11, 2021
Física 1º ano prof. pedro ivo (movimento uniformemente variado )

O movimento uniformemente variado (MUV) é aquele que possui uma variação constante de velocidade ao longo do tempo. Esse tipo de movimento é muito comum em situações cotidianas, como em uma queda livre ou em um carro acelerando. Para entender melhor esse conceito, é importante realizar exercícios práticos que ajudem a fixar o conhecimento.

Exercício 1

Um carro parte do repouso e acelera uniformemente a uma taxa de 5 m/s² durante 10 segundos. Qual é a velocidade final do carro?

Solução:

  • Velocidade inicial (Vo) = 0 m/s
  • Aceleração (a) = 5 m/s²
  • Tempo (t) = 10 segundos
  • Velocidade final (Vf) = ?

A fórmula que relaciona esses valores é:

Vf = Vo + a * t

Substituindo os valores, temos:

Vf = 0 + 5 * 10

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Vf = 50 m/s

Portanto, a velocidade final do carro é de 50 m/s.

Exercício 2

Um objeto é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20 m/s. Qual é a altura máxima que o objeto atinge?

Solução:

  • Velocidade inicial (Vo) = 20 m/s
  • Aceleração (a) = -9,8 m/s² (gravidade)
  • Velocidade final (Vf) = 0 m/s (no ponto mais alto)
  • Altura máxima (h) = ?

Para encontrar a altura máxima, precisamos primeiro encontrar o tempo que o objeto leva para atingir o ponto mais alto. Usando a equação da velocidade:

Vf = Vo + a * t

Substituindo os valores, temos:

0 = 20 – 9,8 * t

t = 2,04 segundos

Agora podemos usar a equação da posição para encontrar a altura máxima:

h = Vo * t + 1/2 * a * t²

Substituindo os valores, temos:

h = 20 * 2,04 + 1/2 * (-9,8) * (2,04)²

h = 20,4 + (-20,2)

h = 0,2 metros

Portanto, a altura máxima que o objeto atinge é de 0,2 metros.

Exercício 3

Um avião decola e atinge uma velocidade de 200 km/h em 20 segundos. Qual é a aceleração média do avião?

Solução:

  • Velocidade inicial (Vo) = 0 km/h
  • Velocidade final (Vf) = 200 km/h
  • Tempo (t) = 20 segundos
  • Aceleração média (a) = ?

A fórmula que relaciona esses valores é:

a = (Vf – Vo) / t

Substituindo os valores, temos:

a = (200 – 0) / 20

a = 10 km/h.s

Para transformar km/h.s em m/s², é necessário dividir por 3,6:

a = 2,78 m/s²

Portanto, a aceleração média do avião é de 2,78 m/s².

Exercício 4

Um objeto é lançado horizontalmente com uma velocidade de 10 m/s e percorre uma distância de 100 metros antes de atingir o solo. Quanto tempo o objeto ficou no ar?

Solução:

  • Velocidade horizontal (Vx) = 10 m/s
  • Distância horizontal (dx) = 100 metros
  • Aceleração vertical (ay) = -9,8 m/s² (gravidade)
  • Velocidade vertical (Vy) = 0 m/s (no momento em que atinge o solo)
  • Altura (h) = ?
  • Tempo (t) = ?

Como o objeto é lançado horizontalmente, sua velocidade em x permanece constante ao longo do movimento. Portanto, podemos usar a seguinte fórmula para encontrar o tempo:

t = dx / Vx

Substituindo os valores:

t = 100 / 10

t = 10 segundos

Agora podemos usar a equação da altura para encontrar a altura máxima:

h = Vy * t + 1/2 * ay * t²

Substituindo os valores, temos:

h = 0 * 10 + 1/2 * (-9,8) * (10)²

h = -490 metros

Como a altura não pode ser negativa, concluímos que o objeto atingiu o solo antes de completar a trajetória parabólica. Portanto, o tempo que o objeto ficou no ar foi de 10 segundos.

Exercício 5

Um objeto é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 10 m/s. Qual é o tempo de subida?

Solução:

  • Velocidade inicial (Vo) = 10 m/s
  • Aceleração (a) = -9,8 m/s² (gravidade)
  • Velocidade final (Vf) = 0 m/s (no ponto mais alto)
  • Tempo de subida (t) = ?

Usando a equação da velocidade:

Vf = Vo + a * t

Substituindo os valores, temos:

0 = 10 – 9,8 * t

t = 1,02 segundos

Portanto, o tempo de subida do objeto foi de 1,02 segundos.

Os exercícios sobre movimento uniformemente variado são fundamentais para fixar o conhecimento e entender melhor esse tipo de movimento. É importante lembrar que a prática é essencial para o aprendizado, por isso é recomendável realizar diversos exercícios para se familiarizar com o assunto.

FAQs

1. O que é movimento uniformemente variado?

O movimento uniformemente variado é aquele que possui uma variação constante de velocidade ao longo do tempo. Isso significa que a aceleração é constante e a velocidade aumenta ou diminui de forma uniforme.

2. Qual é a diferença entre movimento uniforme e movimento uniformemente variado?

No movimento uniforme, a velocidade é constante ao longo do tempo, ou seja, não há aceleração. Já no movimento uniformemente variado, a velocidade varia de forma constante, o que significa que há aceleração.

3. Como posso calcular a aceleração média em um movimento uniformemente variado?

A fórmula para calcular a aceleração média em um movimento uniformemente variado é:

a = (Vf – Vo) / t

Onde Vf é a velocidade final, Vo é a velocidade inicial e t é o tempo decorrido. É importante lembrar de usar as unidades corretas para obter o resultado na unidade desejada.

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Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

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