Cinematică: exerciții comentate și rezolvate

THE cinematică zona Fizicii este cea care studiază mișcarea fără a lua în considerare totuși cauzele acestei mișcări.

În acest domeniu, studiem în principal mișcarea rectilinie uniformă, mișcarea rectilinie uniform accelerată și mișcarea circulară uniformă.

Profitați de întrebările comentate pentru a vă șterge toate îndoielile cu privire la acest conținut.

Exerciții rezolvate

intrebarea 1

(IFPR - 2018) Un vehicul circulă cu 108 km / h pe o autostradă, unde viteza maximă permisă este de 110 km / h. Atingând telefonul mobil al șoferului, el își distrage cu atenție atenția asupra telefonului peste 4s. Distanța parcursă de vehicul în cele 4 secunde în care s-a deplasat fără atenția șoferului, în m, a fost egală cu:

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

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: d) 120

Având în vedere că viteza vehiculului a rămas constantă în timpul celor 4s, vom folosi ecuația orară a mișcării uniforme, adică:

y = y₀ + v.t

Înainte de a înlocui valorile, trebuie să transformăm unitatea de viteză de la km / h la m / s. Pentru a face acest lucru, împărțiți doar la 3.6:

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

Înlocuind valorile, găsim:

y - y₀ = 30. 4 = 120 m

Pentru a afla mai multe, consultați și: Mișcarea uniformă

intrebarea 2

(PUC / SP - 2018) Printr-o mănușă de reducere din PVC, care va face parte dintr-o țeavă, vor trece 180 de litri de apă pe minut. Diametrele interioare ale acestui manșon sunt de 100 mm pentru intrarea apei și de 60 mm pentru ieșirea apei.

Determinați, în m / s, viteza aproximativă la care apa părăsește această mănușă.

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

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: b) 1.1

Putem calcula debitul în conductă împărțind volumul lichidului la timp. Cu toate acestea, trebuie să transferăm unitățile în sistemul internațional de măsurători.

Astfel, va trebui să transformăm minute în secunde și litri în metri cubi. Pentru aceasta, vom folosi următoarele relații:

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

Acum, putem calcula debitul (Z):

Pentru a găsi valoarea vitezei apei de ieșire, să folosim faptul că debitul este egal cu aria țevii înmulțită cu viteza, adică:

Z = A. v

Pentru a face acest calcul, trebuie mai întâi să cunoaștem valoarea zonei de ieșire și, pentru aceasta, vom folosi formula pentru aria unui cerc:

A = π. R²

Știm că diametrul de ieșire este egal cu 60 mm, deci raza va fi egală cu 30 mm = 0,03 m. Având în vedere valoarea aproximativă a lui π = 3,1 și înlocuind aceste valori, avem:

A = 3.1. (0,03)² = 0,00279 m²

Acum, putem găsi valoarea vitezei înlocuind valoarea debitului și a ariei:

Pentru a afla mai multe, consultați și: Formule de fizică

întrebarea 3

(PUC / RJ - 2017) De la sol, o minge este lansată vertical cu viteza v și atinge o înălțime maximă h. Dacă viteza de aruncare este mărită cu 3v, noua înălțime finală maximă atinsă de minge va fi: (neglijați rezistența aerului)

a) 2h
b) 4h
c) 8 dimineața
d) 9 dimineața
e) 16h

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: e) 16h

Înălțimea atinsă de minge poate fi calculată folosind ecuația Torricelli, adică:

v² = v₀² - 2.g.h

Accelerația datorată gravitației este negativă pe măsură ce mingea crește. De asemenea, viteza când mingea atinge înălțimea maximă este egală cu zero.

Astfel, în prima situație, valoarea lui h va fi găsită făcând:

În a doua situație, viteza a fost mărită cu 3v, adică viteza de lansare a fost schimbată în:

v₂ = v + 3v = 4v

Astfel, în a doua situație, înălțimea atinsă de minge va fi:

Alternativă: e) 16h

Pentru a afla mai multe, consultați și: Mișcare rectilinie uniformă

întrebarea 4

(UECE - 2016 - a doua fază) Luați în considerare o piatră în cădere liberă și un copil pe un carusel care se rotește cu viteză unghiulară constantă. Despre mișcarea pietrei și a copilului, este corect să afirmăm că

a) accelerația pietrei variază și copilul se rotește cu accelerație zero.
b) piatra cade cu accelerație zero și copilul se rotește cu accelerație constantă.
c) accelerația în ambele este zero.
d) ambele suferă accelerații de modul constant.

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: d) ambele suferă accelerații modulo constante.

Atât viteza, cât și accelerația sunt mărimi vectoriale, adică sunt caracterizate prin magnitudine, direcție și direcție.

Pentru ca o cantitate de acest tip să sufere o variație, este necesar ca cel puțin unul dintre aceste atribute să sufere modificări.

Când un corp este în cădere liberă, modulul său de viteză variază uniform, cu o accelerație constantă egală cu 9,8 m / s² (accelerația gravitației).

În carusel, modulul de viteză este constant, cu toate acestea, direcția sa variază. În acest caz, corpul va avea o accelerație constantă și va indica centrul căii circulare (centripet).

Vezi și tu: Exerciții privind mișcarea circulară uniformă

întrebarea 5

(UFLA - 2016) O piatră a fost aruncată vertical în sus. Pe măsură ce crește,
a) viteza scade și accelerația scade
b) viteza scade și accelerația crește
c) viteza este constantă și accelerația scade
d) viteza scade și accelerația este constantă

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: d) viteza scade și accelerația este constantă

Când un corp este lansat vertical în sus, aproape de suprafața pământului, acesta suferă acțiunea unei forțe gravitaționale.

Această forță vă oferă o accelerație constantă a modulului egală cu 9,8 m / s², direcție verticală și direcție de coborâre. În acest fel, modulul de viteză scade până atinge valoarea egală cu zero.

întrebarea 6

(UFLA - 2016) Figura scalată prezintă vectorii de deplasare ai unei furnici, care, lăsând punctul I, a atins punctul F, după 3 minute și 20 de secunde. Modulul vectorului vitezei medii a mișcării furnicii în această cale a fost:

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

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: b) 0,25 cm / s

Modulul vectorului vitezei medii se găsește calculând raportul dintre modulul vectorului de deplasare și timp.

Pentru a găsi vectorul de deplasare, trebuie să conectăm punctul de pornire la punctul final al traiectoriei furnicii, așa cum se arată în imaginea de mai jos:

Rețineți că modulul său poate fi găsit făcând teorema lui Pitagora, deoarece lungimea vectorului este egală cu hipotenuza triunghiului indicat.

Înainte de a găsi viteza, trebuie să transformăm timpul de la minute la secunde. Cu 1 minut egal cu 60 de secunde, avem:

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

Acum, putem găsi modulul de viteză făcând:

Vezi și tu: cinematică

întrebarea 7

(IFMG - 2016) Din cauza unui accident grav care a avut loc într-un baraj de steril de minereu, un prim val al acestor steriluri, mai rapid, a invadat un bazin hidrografic. O estimare pentru dimensiunea acestui val este de 20 km lungime. O porțiune urbană a acestui bazin hidrografic are o lungime de aproximativ 25 km. Presupunând, în acest caz, că viteza medie la care valul trece prin canalul râului este de 0,25 m / s, timpul total de trecere al valului prin oraș, numărat de la sosirea valului în întinderea urbană, este în:

a) 10 ore
b) 50 de ore
c) 80 de ore
d) 20 de ore

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: b) 50 de ore

Distanța parcursă de val va fi egală cu 45 km, adică măsura extinderii sale (20 km) plus extinderea orașului (25 km).

Pentru a găsi timpul total de trecere vom folosi formula pentru viteza medie, astfel:

Cu toate acestea, înainte de a înlocui valorile, trebuie să transformăm unitatea de viteză în km / h, astfel, rezultatul găsit pentru timp va fi în ore, așa cum se indică în opțiuni.

Realizând această transformare avem:

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

Înlocuind valorile din formula vitezei medii, găsim:

întrebarea 8

(UFLA - 2015) Fulgerul este un fenomen natural complex, cu multe aspecte încă necunoscute. Unul dintre aceste aspecte, abia vizibil, apare la începutul propagării descărcării. Descărcarea din nor spre sol începe într-un proces de ionizare a aerului de la baza norului și se propagă în etape numite etape consecutive. O cameră cu cadru pe secundă de mare viteză a identificat 8 pași, fiecare de 50 m, pentru o descărcare specifică, cu înregistrări de intervale de timp de 5,0 x 10^-4 secunde pe pas. Viteza medie de propagare a descărcării, în această etapă inițială numită lider în trepte, este de
a) 1,0 x 10^-4 Domnișoară
b) 1,0 x 10⁵ Domnișoară
c) 8,0 x 10⁵ Domnișoară
d) 8,0 x 10^-4 Domnișoară

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: b) 1,0 x 10⁵ Domnișoară

Viteza medie de propagare se va găsi făcând:

Pentru a găsi valoarea lui Δs, trebuie doar să înmulțiți 8 cu 50 m, deoarece există 8 pași cu câte 50 m fiecare. Prin urmare:

Δs = 50. 8 = 400 m.

Deoarece intervalul dintre fiecare pas este de 5,0. 10^-4 s, pentru 8 pași timpul va fi egal cu:

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

Ați putea fi, de asemenea, interesat de:

• Ecuația Torricelli
• formule cinematice
• mișcare uniform variată
• Mișcare rectilinie uniformă
• Mișcarea uniformă - Exerciții
• Exerciții de viteză medie