Estudando física para concursos, vestibulares e ENEM? Confira aqui vários exercícios resolvidos sobre o Movimento Circular Uniforme, também conhecido como MCU.
Bom estudo!
Questão 1. Um carro faz uma curva de 200 m de diâmetro, com velocidade de módulo constante igual a
108 km/h. Podemos afirmar que sua aceleração centrípeta é:
a) 1 m/s2
b) 2 m/s2
c) 0 m/s2
d) 6 m/s2
e) 9 m/s2
Resolução
Observe que o carro se movimenta com velocidade constante em módulo, mas como ele está em um movimento circular uniforme, podemos calcular a aceleração centrípeta.
Vale lembrar que o significado da aceleração centrípeta é diferente do significado da aceleração escalar, que neste caso é nula. A segunda indica a variação da magnitude da velocidade, enquanto a primeira indica a variação na direção da velocidade, considerando o vetor velocidade no movimento circular.
Voltando a questão, utilizaremos a fórmula da aceleração centrípeta:
actp = |v|² / r
Calculando a velocidade em m/s:
108 / 3,6 = 30 m/s
Considerando que o raio equivale a metade do diâmetro:
r = 200 / 2 = 100 metros
actp = |v|² / r
actp = |30|² / 100
actp = 900 / 100
actp = 9 m/s²
Resposta: E
Questão 2 (FCPC). Uma partícula descreve um movimento circular uniforme. Sabendo que a partícula completa 180 voltas em uma hora, podemos afirmar que a frequência do movimento é:
A) 0,05 Hz
B) 0,2 Hz
C) 0,5 Hz
D) 5 Hz
E) 20 Hz
Resolução
Frequência de um movimento periódico é o numero de vezes que um movimento se repete na unidade de tempo. Como a unidade utilizada é o segundos, devemos calcular o número de voltas por segundos.
Sabendo que 1 hora equivale a 3600 segundos, temos:
180/3600 = 0,05 hertz
Resposta: A
Questão 3 (Quadrix). Em um parque de Goiânia, uma determinada roda gigante possui um raio de 20 m e realiza um quarto de volta em 30 s. Uma pessoa está sentada em uma das “cadeirinhas” da roda gigante.
Com base nessa situação hipotética, assinale a alternativa correta.
A) O tempo gasto para a roda gigante realizar 1 ciclo é de 80 s.
B) A frequência (f) do movimento é de 1/60 Hz.
C) A velocidade linear (v) da pessoa é de 3π m/s .
D) A aceleração centrípeta (aC) da pessoa é de π2 / 180 m/s2 .
E) A velocidade angular (ω) da roda gigante é de π2 / 60 rad/s.
Resolução
Considerando que a roda girante realiza um quarto de volta em 30 segundos, podemos calcular o período (T) do movimento circular uniforme:
T = 4 . 30 = 120 segundos
Calculando a velocidade angular (ω):
ω = 2π/T
ω = 2π/120
ω = π/60
Calculando a aceleração centrípeta:
Actp = ω² . r
Actp = (π/60)² . 20
Actp = (π²/3600) . 20
Actp = 20π²/3600
Actp = π²/180 m/s²
Resposta: D
Questão 4 (EEAR). Considere as seguintes afirmações sobre o movimento circular uniforme (MCU):
I. Possui velocidade angular constante.
II. Possui velocidade tangencial constante em módulo, mas com direção e sentido variáveis.
III. A velocidade angular é inversamente proporcional à frequência do movimento.
IV. Possui uma aceleração radial, com sentido orientado para o centro da trajetória.
Das afirmações anteriores, são corretas:
a) I e II
b) II e III
c) I, II e IV
d) todas
Resolução
I – CERTO. No MCU, a velocidade angular (ω) é constante, e pode ser calculada através da fórmula ω = 2πf.
II – CERTO. A velocidade tangencial é constante em módulo, porém muda de direção e sentido no decorrer da trajetória.
III – ERRADO. Observando a fórmula ω= 2πf, podemos perceber que a velocidade angular é DIRETAMENTE proporcional à frequência do movimento.
IV – CERTO. A aceleração radial é perpendicular a velocidade, está apontada para o centro do movimento, e é mais conhecida por aceleração centrípeta.
Resposta: C
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