Exercícios

Questões sobre 10 Questões resolvidas sobre Movimento Circular Primeiro ano – parte 3

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Este material reúne 10 questões resolvidas sobre movimento circular, com foco nos conceitos centrais cobrados no 1º ano do Ensino Médio. As situações envolvem período, frequência, velocidade angular, velocidade linear, aceleração centrípeta e leitura de movimentos em trajetórias circulares.

As questões foram elaboradas em nível difícil, com contexto e alternativas plausíveis, para treinar cálculo, interpretação física e análise das relações entre as grandezas do movimento circular. Ao final de cada item, há comentário de acerto e explicação breve das alternativas incorretas.

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Questões sobre 10 Questões resolvidas sobre Movimento Circular Primeiro ano – parte 3

Questão 01

1) Um ponto material descreve uma circunferência de raio 0,50 m com velocidade linear constante de 4,0 m/s. A aceleração centrípeta do movimento vale:

Gabarito: alternativa B). Correta. Usa-se ac = v2/r = 4,02/0,50 = 32? Não: 16/0,50 = 32 m/s2.

Comentários por alternativa:

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  • A) A aceleração centrípeta não é tangente; a tangencial aparece quando há mudança do módulo da velocidade.
  • B) Correta. Usa-se ac = v2/r = 4,02/0,50 = 32? Não: 16/0,50 = 32 m/s2.
  • C) O valor numérico não confere com v2/r e a direção é para o centro.
  • D) O cálculo não resulta nesse valor e a aceleração centrípeta não é paralela à velocidade.
  • E) Não corresponde ao módulo obtido pela relação centrípeta e o sentido não é oposto ao deslocamento.

Questão 02

2) Uma roda gira com velocidade angular constante de 12 rad/s. Um ponto na borda da roda está a 0,25 m do eixo. A situação mais adequada para descrever a velocidade linear desse ponto é:

Gabarito: alternativa D). Correta. A velocidade linear é v = ωr = 12 x 0,25 = 3,0 m/s, tangente à trajetória.

Comentários por alternativa:

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  • A) O cálculo não corresponde a ωr e a direção radial não é a da velocidade.
  • B) O valor numérico e a direção não correspondem; velocidade linear não é radial.
  • C) A grandeza está subestimada e a direção indicada não descreve a velocidade no movimento circular.
  • D) Correta. A velocidade linear é v = ωr = 12 x 0,25 = 3,0 m/s, tangente à trajetória.
  • E) A velocidade linear é tangente, mas aqui o valor não resulta de ωr.

Questão 03

3) Um ciclista percorre uma pista circular de raio 20 m com rapidez constante. Se completa uma volta em 40 s, a frequência do movimento é:

Gabarito: alternativa A). Correta. Frequência é f = 1/T = 1/40 = 0,025 Hz.

Comentários por alternativa:

  • A) Correta. Frequência é f = 1/T = 1/40 = 0,025 Hz.
  • B) 40 m/s é uma medida de velocidade, não de frequência.
  • C) O raio não determina diretamente a frequência.
  • D) Um minuto não é o período informado e o valor está incompatível.
  • E) Rapidez constante não define a frequência sem o período.

Questão 04

4) Um tambor gira com período de 0,20 s. Um ponto na sua superfície descreve movimento circular uniforme. Qual interpretação relaciona corretamente período, frequência e velocidade angular?

Gabarito: alternativa E). Correta. f = 1/T = 5 Hz e ω = 2pi f = 10pi rad/s.

Comentários por alternativa:

  • A) A frequência está correta, mas a velocidade angular foi escrita de forma incompatível.
  • B) O número de voltas no período está incorreto e os valores derivados também.
  • C) Meia volta em 0,20 s não corresponde ao período dado.
  • D) A frequência não é igual ao período e ω não é 2pi rad/s nesse caso.
  • E) Correta. f = 1/T = 5 Hz e ω = 2pi f = 10pi rad/s.

Questão 05

5) Um corpo descreve uma circunferência de raio 0,80 m com velocidade angular de 5 rad/s. A velocidade linear do corpo é:

Gabarito: alternativa C). Correta. v = ωr = 5 x 0,80 = 4,0 m/s?

Comentários por alternativa:

  • A) A razão r/ω não fornece a velocidade linear.
  • B) A expressão v = ω/r não é a relação do movimento circular.
  • C) Correta. v = ωr = 5 x 0,80 = 4,0 m/s?
  • D) O uso de ω^2r corresponde à aceleração centrípeta, não à velocidade.
  • E) O fator 2 não faz parte da fórmula da velocidade linear.

Questão 06

6) Duas polias A e B estão acopladas por correia sem escorregamento. A polia A tem raio 10 cm e gira com velocidade angular 18 rad/s. A polia B tem raio 30 cm. Sobre a velocidade linear da correia e a rotação da polia B, é correto afirmar que:

Gabarito: alternativa B). Correta. v = ωA rA = 18 x 0,10 = 1,8 m/s e ωB = v/rB = 1,8/0,30 = 6 rad/s.

Comentários por alternativa:

  • A) A velocidade linear foi superestimada e a rotação de B não coincide com v/rB.
  • B) Correta. v = ωA rA = 18 x 0,10 = 1,8 m/s e ωB = v/rB = 1,8/0,30 = 6 rad/s.
  • C) A rotação da polia B depende do raio maior e não permanece igual à de A.
  • D) Os valores não resultam das relações v = ωr e ω = v/r.
  • E) A velocidade e a rotação apresentadas não seguem o acoplamento por correia.

Questão 07

7) Um satélite artificial move-se em órbita circular de raio 7,0 x 106 m com período de 6,0 x 103 s. Desprezando variações, a velocidade linear aproximada do satélite é:

Gabarito: alternativa E). Correta. v = 2pir/T ≈ 2 x 3,14 x 7,0 x 106 / 6,0 x 103 ≈ 7,3 x 103 m/s.

Comentários por alternativa:

  • A) O valor e a expressão não representam v = 2pir/T.
  • B) A expressão r/T não corresponde à velocidade ao longo da circunferência.
  • C) A razão 2piT/r inverte as grandezas.
  • D) A divisão proposta não produz velocidade orbital correta.
  • E) Correta. v = 2pir/T ≈ 2 x 3,14 x 7,0 x 106 / 6,0 x 103 ≈ 7,3 x 103 m/s.

Questão 08

8) Uma roda de bicicleta aumenta sua rotação de 2 rad/s para 8 rad/s em 3 s, com aceleração angular constante. A interpretação correta do processo é:

Gabarito: alternativa A). Correta. alpha = (8-2)/3 = 2 rad/s2; com isso, há aceleração tangencial associada à mudança do módulo da velocidade.

Comentários por alternativa:

  • A) Correta. alpha = (8-2)/3 = 2 rad/s2; com isso, há aceleração tangencial associada à mudança do módulo da velocidade.
  • B) A conta da aceleração angular está incorreta e a velocidade linear varia com ω.
  • C) O cálculo da aceleração angular não confere e a centrípeta continua existindo.
  • D) A velocidade não diminui; ela aumenta ao longo do intervalo.
  • E) O raio influencia a aceleração tangencial, mas não define sozinho a aceleração angular.

Questão 09

9) Um ponto em MCU possui velocidade linear de 6,0 m/s e aceleração centrípeta de 18 m/s2. O raio da trajetória é:

Gabarito: alternativa D). Correta. r = v2/ac = 36/18 = 2,0 m?

Comentários por alternativa:

  • A) A divisão não corresponde à fórmula centrípeta.
  • B) A expressão está invertida e não isola corretamente o raio.
  • C) A razão v/ac não fornece o raio do movimento.
  • D) Correta. r = v2/ac = 36/18 = 2,0 m?
  • E) O fator 2 não aparece na relação usada para o cálculo do raio.

Questão 10

10) Um objeto percorre uma pista circular com raio R. Em um dado instante, sua velocidade linear tem módulo v e sua aceleração centrípeta tem módulo a. Se o raio for dobrado e a velocidade linear permanecer a mesma, a nova aceleração centrípeta será:

Gabarito: alternativa C). Correta. Como ac = v2/r, ao dobrar r com v constante, a aceleração cai pela metade.

Comentários por alternativa:

  • A) A aceleração depende do raio; manter v não garante o mesmo valor.
  • B) Um raio maior, com a mesma velocidade, reduz a aceleração centrípeta.
  • C) Correta. Como ac = v2/r, ao dobrar r com v constante, a aceleração cai pela metade.
  • D) Dobrar o raio não quadruplica a aceleração.
  • E) A redução é de metade, não de um quarto, quando só o raio dobra.

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