Lista_enem_Cinematica (1)

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Lista de Exercícios - Cinemática e Leis de Newton
1) (Enem PPL 2014) Na Antiguidade, algumas pes-
soas acreditavam que, no lançamento oblíquo de
um objeto, a resultante das forças que atuavam
sobre ele tinha o mesmo sentido da velocidade em
todos os instantes do movimento. Isso não está
de acordo com as interpretações científicas atu-
almente utilizadas para explicar esse fenômeno.
Desprezando a resistência do ar, qual é a direção
e o sentido do vetor força resultante que atua so-
bre o objeto no ponto mais alto da trajetória?
a) Indefinido, pois ele é nulo, assim como a ve-
locidade vertical nesse ponto.
b) Vertical para baixo, pois somente o peso está
presente durante o movimento.
c) Horizontal no sentido do movimento, pois de-
vido à inércia o objeto mantém seu movi-
mento.
d) Inclinado na direção do lançamento, pois a
força inicial que atua sobre o objeto é cons-
tante.
e) Inclinado para baixo e no sentido do movi-
mento, pois aponta para o ponto onde o ob-
jeto cairá.
2) (Enem PPL 2013) O trem de passageiros da Es-
trada de Ferro Vitória-Minas (EFVM), que cir-
cula diariamente entre a cidade de Cariacica, na
Grande Vitória, e a capital mineira Belo Hori-
zonte, está utilizando uma nova tecnologia de fre-
nagem eletrônica. Com a tecnologia anterior, era
preciso iniciar a frenagem cerca de 400 metros an-
tes da estação. Atualmente, essa distância caiu
para 250 metros, o que proporciona redução no
tempo de viagem. Considerando uma velocidade
de 72 km/h, qual o módulo da diferença entre as
acelerações de frenagem depois e antes da adoção
dessa tecnologia?
a) 0, 08 m/s2
b) 0, 30 m/s2
c) 1, 10 m/s2
d) 1, 60 m/s2
e) 3, 90 m/s2
3) Um experimento foi montado com o intuito de de-
terminar o tempo de queda livre de corpos com
tamanhos e massas distintas. Para isso, utilizou-
se uma prateleira a 50, 0 cm do chão, onde foram
colocadas três frutas. Em um determinado ins-
tante, a prateleira foi removida, liberando todas
as frutas simultaneamente. Defina como t1, t2 e t3
os intervalos de tempo referentes à queda da me-
lancia, do melão e da maçã, respectivamente. Ig-
norando a influência de resistências externas, qual
a correlação observada entre os tempos de queda
dessas frutas?
a) t1 = t2 = t3.
b) t1 > t2 > t3.
c) t1 t2 t3.
4) Um professor lança uma esfera verticalmente para
cima, a qual retorna, depois de alguns segundos,
ao ponto de lançamento. Em seguida, lista em um
quadro todas as possibilidades para as grandezas
cinemáticas. Observação: Vetores com magnitude
zero possuem orientação indefinida.
O docente pede à turma que examine as proprie-
dades cinemáticas no topo da trajetória da bola,
apontando a relação correta entre os vetores ve-
locidade e aceleração. Assinale a opção que apre-
senta a associação válida:
a) v = 0 e a ̸= 0 orientada para cima.
b) v ̸= 0, orientada para cima e a = 0.
c) v = 0 e a ̸= 0 orientada para baixo.
d) v ̸= 0, orientada para cima e a ̸= 0, orien-
tada para cima.
e) v ̸= 0, orientada para baixo e a ̸= 0, orien-
tada para baixo.
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5) Muitos sinistros viários decorrem do desrespeito
aos limites de velocidade. No cenário urbano bra-
sileiro, a máxima permitida é costumeiramente fi-
xada em 60 km/h. Como estratégia de segurança,
propõe-se a diminuição desse patamar. Imagine
um automóvel trafegando por uma via seca e con-
servada, capaz de realizar uma frenagem com de-
saceleração uniforme de 5 m/s2, e que a regula-
mentação mude de 60 km/h para 50 km/h. Sob
tais premissas, a redução na distância de parada
total do veículo, ao considerar os dois limites de
velocidade, é mais próxima de qual valor?
a) 1 m.
b) 9 m.
c) 15 m.
d) 19 m.
e) 38 m.
6) Durante uma competição no Autódromo de In-
terlagos, um bólido de Fórmula 1 percorre a curva
do S do Senna descrevendo uma trajetória curvilí-
nea. Ao longo de todo o percurso nesse segmento,
observa-se que o velocímetro mantém uma leitura
de velocidade constante.
Considerando as leis da cinemática, determine a
orientação e o sentido do vetor aceleração do veí-
culo nesse trecho.
a) Radial, com orientação voltada para o exte-
rior da curva.
b) Radial, com orientação voltada para o centro
da curva.
c) Inexistente, uma vez que a aceleração é nula.
d) Tangencial, apresentando o mesmo sentido
do vetor velocidade.
e) Tangencial, apresentando sentido oposto ao
do movimento do carro.
7) Um professor utiliza essa história em quadrinhos
para discutir com os estudantes o movimento de
satélites.
Nesse sentido, pede a eles que analisem o movi-
mento do coelhinho, considerando o módulo da
velocidade constante. Ao negligenciar a atuação
de quaisquer forças de resistência, determine as
propriedades do componente tangencial do vetor
aceleração do personagem no quadro final da nar-
rativa.
a) Nulo.
b) Paralelo ao vetor velocidade linear, apresen-
tando a mesma orientação.
c) Paralelo ao vetor velocidade linear, apresen-
tando orientação contrária.
d) Perpendicular ao vetor velocidade linear,
com orientação voltada ao núcleo terrestre.
e) Perpendicular ao vetor velocidade linear,
com orientação voltada para o exterior do
planeta.
8) (ENEM/2016) Para um salto no Grand Canyon
usando motos, dois paraquedistas vão utilizar uma
moto cada, sendo que uma delas possui massa três
vezes maior. Foram construídas duas pistas idên-
ticas até a beira do precipício, de forma que no
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momento do salto as motos deixem a pista ho-
rizontalmente e ao mesmo tempo. No instante
em que saltam, os paraquedistas abandonam suas
motos e elas caem praticamente sem resistência
do ar. As motos atingem o solo simultaneamente
porque
a) possuem a mesma inércia.
b) estão sujeitas à mesma força resultante.
c) têm a mesma quantidade de movimento ini-
cial.
d) adquirem a mesma aceleração durante a
queda.
e) são lançadas com a mesma velocidade hori-
zontal.
9) Analise a representação gráfica abaixo, que ilus-
tra o comportamento da velocidade escalar ins-
tantânea (v) em relação ao tempo (t) para uma
partícula em regime de movimento retilíneo.
As etapas denominadas I, II e III compreen-
dem as janelas temporais de 0 s a 4 s, 4 s a 6 s e
6 s a 14 s, nesta ordem. Diante do exposto, deter-
mine os valores das acelerações escalares do móvel,
expressos em m/s2, para cada um dos intervalos
citados:
a) 20, 40 e 20.
b) 10, 20 e 5.
c) 10, 0 e − 5.
d) −10, 0 e 5.
e) 10, 0 e 5.
10) Um estudante de Física registra os seguintes dados
durante um experimento em laboratório: a massa
do bloco utilizado é de 2 kg, a força aplicada sobre
ele para iniciar o movimento é de 15 N na direção
horizontal, a temperatura do ambiente é de 22◦C
e a velocidade atingida pelo bloco em um deter-
minado instante é de 4 m/s para a direita. Dentre
as grandezas físicas medidas pelo estudante, quais
são classificadas como vetoriais?
a) Massa e temperatura.
b) Força e velocidade.
c) Temperatura e velocidade.
d) Força e massa.
e) Massa, força e velocidade.
11) Durante o aquecimento em uma aula de Educação
Física, um aluno dá uma volta completa correndo
sobre a linha de uma quadra retangular que mede
40 m de comprimento por 20 m de largura, retor-
nando exatamente ao ponto de onde partiu. Ao
final dessa corrida, os valores da distância total
percorrida pelo aluno e o módulo do seu desloca-
mento vetorial são, respectivamente:
a) 120 m e 120 m.
b) 120 m e 0 m.
c) 60 m e 60 m.
d) 0 m e 120 m.
e) 80 m e 0 m.
12) Um patinador desliza em linha reta sobre uma
pista de gelo horizontal. Em determinado mo-
mento, ele para de dar impulsos com os pés.
Mesmo assim, ele continua se movendo por um
bom trecho antes de finalmente parar. De acordo
com as Leis de Newton, a explicação física cor-
reta para o comportamento do patinador após ele
parar de se impulsionar é que:
a) seu corpo possui uma força de inércia que o
empurra para frente até se esgotar.
b) ele continua em movimento devido à inércia,
mas sua velocidade diminui devido à ação da
força de atrito e da resistência do ar.
c) a força resultante sobre ele passa a ser nulaa
partir do momento em que o impulso cessa,
parando-o de imediato.
d) o movimento se mantém porque a força peso
anula a força normal, sobrando apenas a
força motriz.
e) a massa do patinador gera uma aceleração
constante na direção do movimento, contra-
riando o atrito.
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Gabarito Comentado e Didático
1. Alternativa B. Por que faz sentido? Uma das confusões mais comuns é associar movimento à
existência de uma força puxando ou empurrando na mesma direção (ideia aristotélica). No entanto, o
processo físico nos ensina que, após o lançamento e desprezando o ar, o objeto fica sujeito exclusivamente
à interação com o planeta Terra. A única força atuante, em toda a trajetória (incluindo o ponto mais
alto), é a força peso, cuja direção e sentido são verticais e para baixo.
2. Alternativa B. Como chegamos lá? O primeiro passo é compatibilizar as unidades: 72 km/h =
20 m/s. Como não temos a informação do tempo, a Equação de Torricelli (v2 = v20 + 2a∆s) é nossa
melhor aliada. Para a frenagem antiga (∆s = 400 m): 0 = 202 + 2 · a1 · 400 → a1 = −0, 5 m/s2. Para
a frenagem nova (∆s = 250 m): 0 = 202 + 2 · a2 · 250 → a2 = −0, 8 m/s2. Calculando o módulo da
diferença: |0, 8 − 0, 5| = 0, 3 m/s2. A relação aqui é inversa: menor distância de parada exige maior
desaceleração.
3. Alternativa A. A ideia central: Galileu demonstrou (e a equação horária h = gt2
2 confirma) que o
tempo de queda livre perto da superfície terrestre depende apenas da altura inicial e da gravidade. A
massa dos corpos não entra na equação. O processo de queda ocorre à mesma taxa para todos, logo
t1 = t2 = t3.
4. Alternativa C. Desconstruindo o conceito: O topo da trajetória representa o momento exato da
inversão do movimento. Para subir e depois descer, a esfera obrigatoriamente tem que ter velocidade
instantânea nula (v = 0). Porém, se a aceleração fosse zero, a esfera ficaria parada flutuando para
sempre! A aceleração continua sendo a gravidade (a ̸= 0), puxando a esfera para baixo, o que permite
o processo de descida.
5. Alternativa B. O processo de cálculo: Novamente usamos Torricelli, convertendo antes as ve-
locidades. v1 = 60 km/h ≈ 16, 67 m/s e v2 = 50 km/h ≈ 13, 89 m/s. Para o limite de 60 km/h:
0 = (16, 67)2 − 2 · 5 ·∆s1 → ∆s1 ≈ 27, 8 m. Para o limite de 50 km/h: 0 = (13, 89)2 − 2 · 5 ·∆s2 →
∆s2 ≈ 19, 3 m. Redução na distância: 27, 8 − 19, 3 = 8, 5 m. O valor mais próximo fornecido nas
alternativas é 9 m.
6. Alternativa B. Entendendo os vetores: Mesmo que o ponteiro do velocímetro não mude (módulo
constante), o veículo está fazendo uma curva. Isso significa que a direção da velocidade está mudando
a todo instante. A grandeza responsável por mudar a direção do vetor velocidade é a aceleração centrí-
peta, que, por definição geométrica, atua sempre na direção radial e aponta para o centro geométrico
da curva.
7. Alternativa A. A separação conceitual: A aceleração total no movimento circular se divide em
duas componentes: a centrípeta (muda a direção, atua apontando pro centro) e a tangencial (muda o
valor do velocímetro, ou seja, o módulo, atua paralela à velocidade). Como o enunciado crava que o
"módulo da velocidade é constante", sabemos que não há variação no valor numérico da velocidade,
logo, a componente tangencial obrigatoriamente é nula.
8. Alternativa D. Reforço estrutural: Questão análoga à das frutas (Questão 3), cobrando de forma
mais sofisticada. Ambas caem juntas no eixo vertical porque, sendo abandonadas (queda livre), ficam
sujeitas exclusivamente ao próprio peso. A Segunda Lei de Newton (P = m · g e F = m ·a) nos mostra
que a massa se cancela, garantindo a mesma aceleração (da gravidade) para ambas, independentemente
das proporções.
9. Alternativa C. Interpretando o gráfico: O aprendizado aqui é extrair a aceleração calculando
a inclinação (taxa de variação ∆v/∆t) de cada reta. Etapa I (0 a 4 s): Aumentou de 20 para 60.
a = (60− 20)/4 = 10 m/s2. Etapa II (4 a 6 s): A velocidade ficou constante em 60. Não há variação,
logo a = 0 m/s2. Etapa III (6 a 14 s): Caiu de 60 para 20 em 8 segundos. a = (20−60)/8 = −5 m/s2.
10. Alternativa B. Fundamentação Teórica: Grandezas físicas se dividem basicamente em duas fa-
mílias. As escalares ficam perfeitamente compreendidas apenas com um número e sua unidade. Já as
vetoriais exigem que se informe "para onde"a grandeza atua. Se aplico uma força, tem que ter direção.
Se há uma velocidade, tem que ter sentido, como o "para a direita"do enunciado.
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11. Alternativa B. Cuidado com o processo de movimento: Uma das belezas da cinemática inicial é
diferenciar a "história do caminho"(distância) da "conclusão da viagem"(deslocamento). A distância é
tudo o que a sola do tênis gastou: o perímetro do retângulo (40+20+40+20 = 120 m). O deslocamento
vetorial só se importa com o ponto inicial e o ponto final. Como ele parou exatamente onde começou,
o vetor que liga início ao fim é um mero ponto (módulo 0 m).
12. Alternativa B. Maturidade em Dinâmica: É tentador para quem está começando achar que
"Inércia"é uma força. Esse é o erro mais comum (e o que a alternativa A tenta induzir). Inércia é uma
propriedade da matéria de manter seu estado de movimento. O patinador continua indo para frente
por causa de sua inércia natural (Primeira Lei). O motivo pelo qual ele não fica nesse estado para
sempre é a intervenção do mundo real dissipando sua energia cinética, no caso, o atrito do gelo com a
lâmina e o arrasto do ar.
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