Kinematik: Kommenterede og løste øvelser

DET kinematik det er det fysiske område, der studerer bevægelse uden dog at tage hensyn til årsagerne til denne bevægelse.

I dette felt studerer vi hovedsageligt ensartet retlinet bevægelse, ensartet accelereret retlinet bevægelse og ensartet cirkulær bevægelse.

Udnyt de kommenterede spørgsmål for at fjerne al din tvivl om dette indhold.

Løst øvelser

Spørgsmål 1

(IFPR - 2018) Et køretøj kører i 108 km / t på en motorvej, hvor den maksimale tilladte hastighed er 110 km / t. Ved at banke på chaufførens mobiltelefon afleder han hensynsløst opmærksomheden på telefonen over 4'erne. Den afstand, køretøjet tilbagelagde i løbet af de 4 sekunder, hvor det bevægede sig uden førerens opmærksomhed, i m, var lig med:

a) 132.
b) 146.
c) 168.
d) 120.

Se svar

Korrekt alternativ: d) 120

I betragtning af at køretøjets hastighed forblev konstant i løbet af 4'erne, vil vi bruge timeligning af den ensartede bevægelse, det vil sige:

y = y₀ + v.t

Før vi udskifter værdierne, skal vi omdanne hastighedsenheden fra km / t til m / s. For at gøre dette skal du bare dele med 3,6:

v = 108: 3,6 = 30 m / s

Ved at erstatte værdierne finder vi:

y - y₀ = 30. 4 = 120 m

For at lære mere, se også: Ensartet bevægelse

spørgsmål 2

(PUC / SP - 2018) Gennem en PVC-reduktionshandske, som vil være en del af et rør, passerer 180 liter vand i minuttet. Den indvendige diameter på dette ærme er 100 mm for vandindløbet og 60 mm for vandudløbet.

Bestem, i m / s, den omtrentlige hastighed, hvormed vandet forlader denne handske.

a) 0,8
b) 1.1
c) 1.8
d) 4.1

Se svar

Korrekt alternativ: b) 1.1

Vi kan beregne strømmen i rørledningen ved at dividere væskevolumenet med tiden. Vi skal dog overføre enhederne til det internationale målesystem.

Således bliver vi nødt til at omdanne minutter til sekunder og liter til kubikmeter. Til dette vil vi bruge følgende forhold:

• 1 minut = 60 s
• 1 l = 1 dm³ = 0,001 m³⇒ 180 l = 0,18 m³

Nu kan vi beregne flowet (Z):

For at finde værdien af ​​den udgående vandhastighed, lad os bruge det faktum, at strømmen er lig med arealet af røret ganget med hastigheden, det vil sige:

Z = A. v

For at udføre denne beregning skal vi først kende værdien for outputarealet, og til det vil vi bruge formlen til området for en cirkel:

A = π. R²

Vi ved, at outputdiameteren er lig med 60 mm, så radius vil være 30 mm = 0,03 m. I betragtning af den omtrentlige værdi af π = 3.1 og erstatning for disse værdier har vi:

A = 3.1. (0,03)² = 0,00279 m²

Nu kan vi finde hastighedsværdien ved at erstatte flow- og arealværdien:

For at lære mere, se også: Fysikformler

spørgsmål 3

(PUC / RJ - 2017) Fra jorden lanceres en kugle lodret med hastighed v og når en maksimal højde h. Hvis kasthastigheden øges med 3v, vil den nye maksimale endelige højde, som bolden når, være: (Forsømmelse af luftmodstand)

a) 2 timer
b) 4 timer
c) kl
d) kl
e) 16 timer

Se svar

Korrekt alternativ: e) 16h

Den højde, som bolden når, kan beregnes ved hjælp af Torricelli-ligningen, dvs.

v² = v₀² - 2.g.h

Accelerationen på grund af tyngdekraften er negativ, da bolden stiger. Også hastigheden, når bolden når sin maksimale højde, er lig med nul.

I den første situation vil værdien af ​​h således blive fundet ved at gøre:

I den anden situation blev hastigheden øget med 3v, dvs. starthastigheden blev ændret til:

v₂ = v + 3v = 4v

I den anden situation vil den højde, som bolden når, således være:

Alternativ: e) 16 timer

For at lære mere, se også: Ensartet varieret retlinet bevægelse

spørgsmål 4

(UECE - 2016 - 2. fase) Overvej en sten i frit fald og et barn på en karrusel, der roterer med konstant vinkelhastighed. Om bevægelsen af ​​stenen og barnet er det korrekt at sige det

a) stenens acceleration varierer, og barnet roterer med nul acceleration.
b) stenen falder med nul acceleration, og barnet roterer med konstant acceleration.
c) accelerationen i begge er nul.
d) begge gennemgår konstante modulaccelerationer.

Se svar

Korrekt alternativ: d) begge gennemgår konstante modulo accelerationer.

Både hastighed og acceleration er vektorstørrelser, det vil sige de er karakteriseret ved størrelse, retning og retning.

For at en mængde af denne type skal gennemgå en variation, er det nødvendigt, at mindst en af ​​disse attributter gennemgår ændringer.

Når et legeme er i frit fald, varierer dets hastighedsmodul ensartet med konstant acceleration lig med 9,8 m / s² (tyngdeacceleration).

I karrusellen er hastighedsmodulet konstant, men dets retning varierer. I dette tilfælde vil kroppen have en konstant acceleration, og den peger på midten af ​​den cirkulære sti (centripetal).

Se også: Øvelser på ensartet cirkulær bevægelse

spørgsmål 5

(UFLA - 2016) En sten blev kastet lodret opad. Efterhånden som den stiger,
a) hastigheden falder, og accelerationen falder
b) hastigheden falder, og accelerationen øges
c) hastigheden er konstant, og accelerationen falder
d) hastighed falder, og accelerationen er konstant

Se svar

Korrekt alternativ: d) hastighed falder, og accelerationen er konstant

Når et legeme lanceres lodret opad, tæt på jordens overflade, lider det af en tyngdekraft.

Denne kraft giver dig en konstant acceleration af modul svarende til 9,8 m / s², lodret retning og nedadgående retning. På denne måde falder hastighedsmodulet, indtil det når værdien lig med nul.

spørgsmål 6

(UFLA - 2016) Den skalerede figur viser forskydningsvektorerne for en myre, der, efterladt punkt I, nåede punkt F efter 3 min og 20 s. Modulet for middelhastighedsvektoren for myrens bevægelse i denne vej var:

a) 0,15 cm / s
b) 0,25 cm / s
c) 0,30 cm / s
d) 0,50 cm / s

Se svar

Korrekt alternativ: b) 0,25 cm / s

Modulet for middelhastighedsvektoren findes ved at beregne forholdet mellem forskydningsvektorens modul og tiden.

For at finde forskydningsvektoren skal vi forbinde startpunktet til slutpunktet på myrens bane, som vist på billedet nedenfor:

Bemærk, at dets modul kan findes ved at udføre Pythagoras 'sætning, da længden af ​​vektoren er lig med hypotenusen i den angivne trekant.

Før vi finder hastigheden, skal vi omdanne tiden fra minutter til sekunder. Med 1 minut svarende til 60 sekunder har vi:

t = 3. 60 + 20 = 180 + 20 = 200 s

Nu kan vi finde hastighedsmodulet ved at gøre:

Se også: kinematik

spørgsmål 7

(IFMG - 2016) På grund af en alvorlig ulykke, der opstod i en malmafskæringsdam, invaderede en første bølge af disse afskærmninger hurtigere et hydrografisk bassin. Et skøn for størrelsen af ​​denne bølge er 20 km lang. En bystrækning af dette hydrografiske bassin er ca. 25 km lang. I dette tilfælde antages det, at den gennemsnitlige hastighed, hvormed bølgen passerer gennem flodkanalen, er 0,25 m / s, den samlede tid for bølgens passage gennem byen, regnet fra bølgens ankomst til bystrækningen, er i:

a) 10 timer
b) 50 timer
c) 80 timer
d) 20 timer

Se svar

Korrekt alternativ: b) 50 timer

Den afstand, der tilbagelægges af bølgen, vil være lig med 45 km, det vil sige mål for dens forlængelse (20 km) plus udvidelsen af ​​byen (25 km).

For at finde den samlede gennemløbstid bruger vi formlen til gennemsnitshastigheden på denne måde:

Før vi udskifter værdierne, skal vi dog omdanne hastighedsenheden til km / t, så resultatet for tiden vil være i timer som angivet i indstillingerne.

At lave denne transformation har vi:

v_m = 0,25. 3,6 = 0,9 km / t

Ved at erstatte værdierne i gennemsnitshastighedsformlen finder vi:

spørgsmål 8

(UFLA - 2015) Lyn er et komplekst naturfænomen, med mange aspekter stadig ukendte. Et af disse aspekter, der næsten ikke er synlige, forekommer i begyndelsen af ​​udbredelsesformering. Udledningen fra skyen til jorden starter i en proces med ionisering af luften fra skyens base og formeres i trin kaldet fortløbende trin. Et kamera med høj hastighed pr. Sekund identificerede 8 trin, hver 50 m, til en specifik udladning med 5,0 x 10 tidsintervalregistreringer^-4 sekunder pr. trin. Den gennemsnitlige udbredelseshastighed for udledningen, i dette indledende trin kaldet den trinvise leder, er af
a) 1,0 x 10^-4 Frk
b) 1,0 x 10⁵ Frk
c) 8,0 x 10⁵ Frk
d) 8,0 x 10^-4 Frk

Se svar

Korrekt alternativ: b) 1,0 x 10⁵ Frk

Den gennemsnitlige formeringshastighed findes ved at gøre:

For at finde værdien af ​​Δs skal du blot gange 8 med 50 m, da der er 8 trin med hver 50 m. Dermed:

As = 50. 8 = 400 m.

Da intervallet mellem hvert trin er 5,0. 10^-4 s, for 8 trin vil tiden være lig med:

t = 8. 5,0. 10^-4 = 40. 10^-4 = 4. 10^-3 s

Du kan også være interesseret i:

• Torricelli ligning
• kinematikformler
• jævnt varieret bevægelse
• Ensartet retlinet bevægelse
• Ensartet bevægelse - øvelser
• Gennemsnitlige hastighedsøvelser