Exercícios

Questões de Cinemática – 1º ano Ensino Médio – parte 3

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Nesta parte 3, as questões exploram situações de Cinemática com leitura cuidadosa de gráficos, análise de movimentos e interpretação de grandezas como posição, velocidade e aceleração.

O foco é aplicar os conceitos em contextos realistas, identificando relações entre as variáveis do movimento e escolhendo a descrição física mais adequada em cada caso.

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Questões de Cinemática – 1º ano Ensino Médio – parte 3

Questão 01

Um automóvel percorre uma estrada reta com velocidade constante de 20 m/s durante 15 s. Em seguida, reduz a velocidade de forma uniforme até parar em 5 s. Qual é o deslocamento total do carro nesse intervalo completo?

Gabarito: alternativa B). Correta. No trecho uniforme: 20 x 15 = 300 m. Na desaceleração, velocidade média = 10 m/s, então 10 x 5 = 50 m. Total: 350 m.

Comentários por alternativa:

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  • A) Os dois trechos não produzem o mesmo deslocamento; falta calcular a desaceleração.
  • B) Correta. No trecho uniforme: 20 x 15 = 300 m. Na desaceleração, velocidade média = 10 m/s, então 10 x 5 = 50 m. Total: 350 m.
  • C) A desaceleração não acrescenta metade do primeiro trecho; é preciso usar velocidade média.
  • D) A velocidade não permanece constante no intervalo inteiro; houve frenagem no final.
  • E) O espaço no trecho desacelerado não corresponde a um terço do primeiro trecho.

Questão 02

Um atleta corre em linha reta. Seu gráfico posição-tempo é uma reta crescente de 0 a 40 m entre 0 e 8 s, seguida de uma reta horizontal de 8 a 12 s. Qual descrição representa melhor o movimento nesse intervalo?

Gabarito: alternativa D). Correta. Reta crescente em posição-tempo indica velocidade constante; trecho horizontal indica posição constante, isto é, repouso.

Comentários por alternativa:

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  • A) Reta crescente não indica aceleração, e sim velocidade constante.
  • B) A posição final é diferente da inicial no primeiro trecho.
  • C) Não há informação de mudança de direção nesse gráfico unidimensional.
  • D) Correta. Reta crescente em posição-tempo indica velocidade constante; trecho horizontal indica posição constante, isto é, repouso.
  • E) A reta crescente não representa desaceleração; a reta horizontal não representa aceleração.

Questão 03

Dois móveis A e B movem-se no mesmo sentido em linha reta. Em t = 0, A está em x = 100 m e B em x = 20 m. As velocidades são constantes: vA = 8 m/s e vB = 12 m/s. Após quanto tempo B alcança A?

Gabarito: alternativa A). Correta. A diferença inicial é 80 m e a velocidade relativa é 12 – 8 = 4 m/s. Logo, t = 80/4 = 20 s.

Comentários por alternativa:

  • A) Correta. A diferença inicial é 80 m e a velocidade relativa é 12 – 8 = 4 m/s. Logo, t = 80/4 = 20 s.
  • B) No mesmo sentido, usa-se a diferença das velocidades, não a soma.
  • C) Posições médias não determinam o instante de encontro nesse caso.
  • D) Metade da velocidade do outro não entra no cálculo do encontro.
  • E) Velocidade ao quadrado não se aplica aqui.

Questão 04

Um corredor percorre uma pista reta com velocidade que varia conforme o gráfico v x t: de 0 a 4 s, cresce linearmente de 0 a 6 m/s; de 4 a 10 s, permanece em 6 m/s. Qual é o deslocamento total nesse intervalo?

Gabarito: alternativa E). Correta. No trecho acelerado, a área do triângulo é (4 x 6)/2 = 12 m. No trecho constante, 6 x 6 = 36 m. Total: 48 m.

Comentários por alternativa:

  • A) Desconsidera o trecho acelerado e usa apenas parte do intervalo.
  • B) A velocidade média não coincide com a máxima durante todo o movimento.
  • C) A área do triângulo no trecho inicial não é 18 m.
  • D) As áreas do triângulo e do retângulo não são iguais nesse caso.
  • E) Correta. No trecho acelerado, a área do triângulo é (4 x 6)/2 = 12 m. No trecho constante, 6 x 6 = 36 m. Total: 48 m.

Questão 05

Em uma viagem, um ônibus percorre 120 km com velocidade média de 60 km/h e depois mais 80 km com velocidade média de 40 km/h. Qual foi a velocidade média no trajeto total?

Gabarito: alternativa C). Correta. Tempo total: 120/60 = 2 h e 80/40 = 2 h. Distância total 200 km em 4 h, então vm = 50 km/h.

Comentários por alternativa:

  • A) Não se usa média aritmética simples quando os tempos são diferentes.
  • B) O trecho mais curto não recebe peso maior por si só; o tempo é o que pesa no cálculo.
  • C) Correta. Tempo total: 120/60 = 2 h e 80/40 = 2 h. Distância total 200 km em 4 h, então vm = 50 km/h.
  • D) A média não cai para metade por a segunda parte ser mais lenta.
  • E) A velocidade inicial não domina o resultado sem considerar o tempo gasto.

Questão 06

Um móvel apresenta aceleração constante em linha reta. Em t = 2 s, sua velocidade é 4 m/s; em t = 6 s, é 12 m/s. Qual é a aceleração?

Gabarito: alternativa B). Correta. Aceleração é variação de velocidade pelo intervalo de tempo: (12 – 4)/(6 – 2) = 8/4 = 2 m/s2.

Comentários por alternativa:

  • A) O intervalo usado precisa ser o mesmo da variação considerada.
  • B) Correta. Aceleração é variação de velocidade pelo intervalo de tempo: (12 – 4)/(6 – 2) = 8/4 = 2 m/s2.
  • C) A aceleração não é dada pela razão entre velocidades finais e iniciais.
  • D) Velocidade final dividida pelo tempo final não define aceleração nesse contexto.
  • E) Falta dividir pela duração do intervalo.

Questão 07

Uma bicicleta e uma motocicleta seguem em linha reta no mesmo sentido. A bicicleta está 150 m à frente e move-se a 5 m/s; a motocicleta está atrás e move-se a 15 m/s. Em quanto tempo a motocicleta alcança a bicicleta?

Gabarito: alternativa E). Correta. A velocidade relativa é 15 – 5 = 10 m/s. Então t = 150/10 = 15 s.

Comentários por alternativa:

  • A) No mesmo sentido, não se soma velocidade; usa-se a diferença.
  • B) A velocidade relativa não é metade da velocidade da motocicleta.
  • C) A distância de perseguição depende do movimento dos dois corpos, não só da motocicleta.
  • D) A bicicleta não “contribui” com metade da distância de forma direta.
  • E) Correta. A velocidade relativa é 15 – 5 = 10 m/s. Então t = 150/10 = 15 s.

Questão 08

O gráfico posição-tempo de um móvel é uma parábola com concavidade voltada para cima. Sabendo que o movimento ocorre em linha reta, qual interpretação é mais adequada?

Gabarito: alternativa A). Correta. Em MRUV, o gráfico x x t é parabólico; concavidade para cima indica aceleração constante e positiva.

Comentários por alternativa:

  • A) Correta. Em MRUV, o gráfico x x t é parabólico; concavidade para cima indica aceleração constante e positiva.
  • B) A parábola não corresponde a aceleração nula.
  • C) Velocidade diminuindo uniformemente é compatível com concavidade voltada para baixo, não para cima.
  • D) Reta no gráfico x x t indicaria posição linear, não parábola.
  • E) Velocidade constante não gera parábola no gráfico posição-tempo.

Questão 09

Um trem parte do repouso e, com aceleração constante, atinge 18 m/s em 6 s. Qual distância ele percorre nesse intervalo?

Gabarito: alternativa D). Correta. Em aceleração constante partindo do repouso, vm = (0 + 18)/2 = 9 m/s. Distância: 9 x 6 = 54 m.

Comentários por alternativa:

  • A) Aceleração e velocidade final não se somam para obter distância.
  • B) A velocidade final não permanece constante durante todo o intervalo.
  • C) A velocidade média não é 7,5 m/s nesse caso.
  • D) Correta. Em aceleração constante partindo do repouso, vm = (0 + 18)/2 = 9 m/s. Distância: 9 x 6 = 54 m.
  • E) O valor correto não resulta de usar diretamente a velocidade final por todo o tempo.

Questão 10

Duas partículas movem-se em sentidos opostos numa mesma reta. Em t = 0, X está em x = -40 m com velocidade de 6 m/s para a direita, e Y está em x = 20 m com velocidade de 4 m/s para a esquerda. Em que instante elas se encontram?

Gabarito: alternativa C). Correta. A distância inicial é 60 m e a velocidade de aproximação é 6 + 4 = 10 m/s. Então t = 60/10 = 6 s.

Comentários por alternativa:

  • A) As velocidades não se anulam; elas favorecem a aproximação.
  • B) A distância percorrida por X até o encontro não é 48 m.
  • C) Correta. A distância inicial é 60 m e a velocidade de aproximação é 6 + 4 = 10 m/s. Então t = 60/10 = 6 s.
  • D) Não é necessário que cada partícula percorra metade da distância inicial.
  • E) O menor valor de velocidade não determina sozinho o instante do encontro.

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