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1 ESCOLA AGRÍCOLA DE JUNDIAÍ – EAJ/UFRN Física I – Professora Renata Oliveira LANÇAMENTO HORIZONTAL E OBLÍQUO LANÇAMENTO HORIZONTAL Temos um movimento uniforme ao longo do eixo , pois não existe nenhuma aceleração na direção horizontal, com isso o móvel se mantém sempre com mesma velocidade ao longo do eixo . No entanto, ao longo do eixo temos um movimento uniformemente variado, uma vez que ao longo desse eixo notamos a presença de uma aceleração. Tal aceleração recebe o nome de aceleração gravitacional. Sendo assim, o lançamento horizontal é uma composição de dois movimentos: movimento uniforme (eixo ) e movimento uniformemente acelerado (eixo ). Assim teremos a resultante das velocidades dado pela soma vetorial: Movimento horizontal: M.U. Obs: A componente horizontal da velocidade vx é constante e igual a velocidade de lançamento v0. Alcance: Movimento Vertical: M.U.V Obs: A componente da velocidade vertical inicial é nula. A gravidade é que faz a velocidade vertical aumentar à medida que o tempo passa. Ao longo do movimento vertical, temos o mesmo comportamento de queda livre, ou seja, as equações são as mesmas do movimento uniformemente variado utilizando-se vy. LANÇAMENTO OBLÍQUO Considere um corpo sendo lançado com velocidade v0 numa direção que forma com a horizontal um ângulo θ. Desprezando a resistência do ar, o móvel fica sob ação exclusiva de seu peso, e sujeito apenas, portanto, á aceleração da gravidade. A trajetória descrita, em relação à Terra, é uma parábola. OBS: Quando o alcance é máximo (AMáx) o ângulo θ é 45ᵒ Movimento horizontal: M.U. Obs: A componente horizontal da velocidade vx é constante. Onde, Movimento Vertical: M.U.V Temos as seguintes equações ao longo do eixo y: OBS: ► O módulo da velocidade vy diminui durante a subida e aumenta na descida. ► No ponto de altura máxima (Hmax) o módulo da velocidade no movimento vertical é vx. . ► O tempo de subida (tS) é igual ao tempo de descida (tD), assim o tempo de um projétil no ar é igual a de tS e tD . Equação da Velocidade Para qualquer instante t, a velocidade da componente vertical é uma função do movimento uniformemente variado, assim teremos: 2 ESCOLA AGRÍCOLA DE JUNDIAÍ – EAJ/UFRN Física I – Professora Renata Oliveira EXERCÍCIOS 01) Um corpo é lançado obliquamente com velocidade v0 de módulo 50 m/s, sob um ângulo de lançamento θ (senθ=0,6; cosθ=0,8), conforme indica a figura: Calcule, considerando g=10 m/s² e desprezando a influência do ar: a) a intensidade da velocidade v do corpo ao passar pelo vértice do arco de parábola; b) o tempo de subida; c) a altura máxima (hmáx); d) o alcance horizontal (A). 02) No instante t0=0s, um projétil é atirado para cima com ângulo de 45° em relação à horizontal, com velocidade de módulo 80 √2 m/s. Desprezando a influência do ar e considerando g=10 m/s², determine: a) o(s) instante(s) em que o projétil se encontra a 140 metros acima do plano horizontal de lançamento; b) o módulo da velocidade do projétil no instante t=2 s. 03) Uma esteira transportadora lança minério horizontalmente com velocidade v0. Considere desprezível a influência do ar e adote g=10 m/s2. a) Determine o intervalo das intensidades de v0 para que o minério caia dentro da carroceria do caminhão. b) Se o desnível H fosse maior, o intervalo citado no item anterior aumentaria, diminuiria ou permaneceria o mesmo? 04) Um aluno do CEFET em uma partida de futebol lança uma bola para cima, numa direção que forma um ângulo de 60° com a horizontal. Sabendo que a velocidade na altura máxima é 20 m/s, podemos afirmar que a velocidade de lançamento da bola, em m/s, será: a) 10 b) 17 c) 20 d) 30 e) 40 05) Um projétil é lançado obliquamente no ar, com velocidade inicial v0 = 20 m/s, a partir do solo. No ponto mais alto de sua trajetória, verifica-se que ele tem velocidade igual à metade de sua velocidade inicial. Qual a altura máxima, em metros, atingida pelo projétil? (Despreze a resistência do ar.) 06) Uma esfera de aço de massa 200g desliza sobre uma mesa plana com velocidade igual a 2m/s. A mesa está a 1,8m do solo. A que distância da mesa a esfera irá tocar o solo? Obs.: despreze o atrito. Considere g = 10 m/s² . a) 1,25m b) 0,5m c) 0,75m d) 1,0m e) 1,2m 07) Um corpo de massa 1,0 kg é lançado obliquamente, a partir do solo, sem girar. O valor da componente vertical da velocidade, no instante do lançamento, é 4,0 m/s e o valor da componente horizontal é 5,0m/s. Supondo que o corpo esteja sujeito exclusivamente à ação da gravidade, determine: a) a altura máxima atingida; b) o alcance. 3 ESCOLA AGRÍCOLA DE JUNDIAÍ – EAJ/UFRN Física I – Professora Renata Oliveira 08) Um corpo é lançado horizontalmente do alto de uma torre e atinge o solo horizontal com velocidade de 37,5m/s formando 53° com a horizontal. A altura da torre é de: Obs.: Despreze as resistências ao movimento. Dados: g=10m/s², cos53°=0,6 e sen 53°=0,8. a) 20 m b) 30 m c) 40 m d) 45 m e) 50 m 09) Um motociclista de motocross move-se com velocidade v = 10m/s, sobre uma superfície plana, até atingir uma rampa (em A), inclinada de 45° com a horizontal, como indicado na figura. A trajetória do motociclista deverá atingir novamente a rampa a uma distância horizontal D (D=H), do ponto A, aproximadamente igual a a) 20 m b) 15 m c) 10 m d) 7,5 m e) 5 m 10) Duas esferas A e B, pequenas, de massas iguais e raios iguais, são lançadas de uma mesa horizontal, com velocidades horizontais de vA = 4,0 m/s e vB = 6,0 m/s, em direção a um piso horizontal. Desprezando-se a resistência do ar, é correto afirmar que: a) a esfera A tocará o piso antes de B. b) a esfera B tocará o piso antes de A, porque ficará mais tem- po no ar. c) as esferas tocarão o piso no mesmo instante. d) a esfera A tocará o piso depois de B, porque ficará mais tempo no ar. 11) Considere a figura abaixo, na qual Michele utiliza uma bola de tênis para brincar com seu cãozinho, Nonô. Nesta situação, Michele arremessa a bola na direção horizon- tal para que Nonô corra em sua direção e a pegue. Ao ser arremessada, a bola sai da mão de Michele a uma velocidade de 14,4 km/h e uma altura de 1,80 m do chão. Nesse instante, Nonô encontra-se junto aos pés de sua dona. Dadas estas condições, o tempo máximo que Nonô terá para pegar a bola, antes que a mesma toque o chão pela primeira vez, é (Despreze o atrito da bola com o ar e considere a aceleração da gravidade com o valor g = 10 m/s2). a) 0,375 s b) 0,6 s c) 0,75 s d) 0,25 s e) 1,0 s 12) Uma bola é lançada horizontalmente do alto de um edifí- cio, tocando o solo decorridos aproximadamente 2 s. Sendo de 2,5 m a altura de cada andar, o número de andares do edifício é: a) 5 b) 6 c) 8 d) 9 e) indeterminado pois a velocidade horizontal de arremesso da bola não foi fornecida. 13) Uma esfera é lançada com velocidade horizontal constante de módulo v = 5 m/s da borda de uma mesa horizontal. Ela atinge o solo num ponto situado a 5 m do pé da mesa confor- me o desenho abaixo. Desprezando a resistência do ar, o mó- dulo da velocidade com que a esfera atinge o solo é de: Dado: Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 a) 4 m/s b) 5 m/s c) 5 √2 m/s d) 6 √2 m/s e) 5 √5 m/s