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EXERCÍCIOS DE FÍSICA GERAL I

MOVIMENTOS UNIDIMENSIONAIS
1. Um carro para em um semáforo. A seguir ele percorre um trecho retilíneo de modo que sua distância ao sinal é dada por x(t) = bt² − ct³ , onde b = 2,40 m/s² e c = 0,120 m/s³ . a) Calcule a velocidade média do carro para o intervalo de tempo t = 0 até t = 10,0 s. b) Calcule a velocidade instantânea do carro para i) t = 0; ii) t = 5,0 s; iii) t = 10,0 s. c) Quanto tempo após partir do repouso o carro retorna novamente ao repouso? Resposta: a) 12,0 m/s; b) 0 m/s, 15,0 m/s, 12,0 m/s; c) 13,3 s.

2. A velocidade de um objeto é dada por vx(t)=α-βt², onde α = 4,0 m/s e β = 2,0 m/s³ . Para t = 0, o objeto está em x = 0. a) Calcule a posição e a aceleração do objeto em função do tempo. b) Qual a distância positiva máxima entre o objeto e a origem?

3. Uma tartaruga se arrasta em linha reta, à qual chamaremos de eixo Ox com a direção positiva para a direita. A equação para a posição da tartaruga em função do tempo é x(t) = 50, 0cm+(2, 0cm/s)t−(0, 0625cm/s)t²
a) Determine a velocidade inicial, a posição inicial e a aceleração inicial da tartaruga. b) Em qual instante t a velocidade da tartaruga é zero? c) Quanto tempo do ponto inicial a tartaruga leva para retornar ao ponto de partida? d) Em qual instante t a tartaruga está a uma distância de 10,0 cm do ponto inicial? Qual é a velocidade (módulo e direção) da tartaruga em cada um desses instantes? e) Desenhe um gráfico de x versus t, vx versus t e ax versus t, para o intervalo de tempo t = 0 até t = 40 s. Resposta: a) 2,00 cm/s, 50,0 cm, −0,125 cm/s2 ; b) 16,0 s; c) 32,0 s; d) 6,20 s, 1,22 cm/s; 25,8 s, −1,22 cm/s; 36,4 s, −2,55 cm/s.
4. Air bag de automóvel. O corpo humano pode sobreviver a um trauma por acidente com aceleração negativa (parada súbita) quando o módulo de aceleração é menor do que 250 m/s² (cerca de 25 g). Suponha que você sofra um acidente de automóvel com velocidade inicial de 105 km/h e seja amortecido por um air bag que infla automaticamente.