Lançamento Horizontal

 

 

LANÇAMENTO HORIZONTAL

 

Todo​​ corpo lançado horizontalmente​​ com​​ velocidade  de um​​ ponto​​ qualquer, próximo da superfície da Terra, desprezados os atritos do ar,​​ fica​​ sujeito unicamente à força peso,​​ (sempre de direção vertical e sentido para baixo)​​ e que obedece​​ à trajetória das​​ figuras​​ abaixo,​​ que é um arco de parábola.

 Colocando-se​​ a origem do sistema de referência no ponto de lançamento,​​ orienta-se,​​ por exemplo, o eixo X para a direita​​ e o​​ eixo Y para baixo.

Decompõe-se​​ o movimento em duas parcelas:

 

 

 

 

Equações:

O que você deve saber,​​ informações​​ e​​ dicas

 

 A máxima distância horizontal por ele atingida​​ é chamada de alcance a (veja figura abaixo)

 

 Observe na​​ figura abaixo​​ que, à medida que o abacaxi vai caindo,​​ a flecha também,​​ na​​ mesma proporção,​​ pois ambos caem sujeitos apenas à ação da aceleração da gravidade g.

Para​​ acertar o abacaxi​​ o​​ garoto​​ deve mirar exatamente nele.

Então, se o garoto fizesse mira sobre o abacaxi e ele não caísse,​​ o garoto erraria o alvo,​​ pois a​​ flecha, à medida que avança na horizontal​​ com velocidade​​ constante​​ Votambém está caindo​​ com​​ velocidade Vy.

Se o instante da queda do abacaxi e do lançamento da flecha for simultâneo​​ e na​​ mesma horizontal,​​ os​​ dois possuirão em cada instante,​​ as mesmas velocidades horizontais e verticais e, para se determinar o instante do encontro​​ (quando a flexa acerta o abacaxi),​​ você deve isolar o tempo na equação​​ X = Vo.t​​ ​​ t =​​ XVo​​ e​​ substituí-lo na equação da altura Y​​ (h)​​ =​​ g.t22 ​​ ​​ ​​​​ 

​​ Se​​ um​​ corpo​​ (por exemplo, um​​ helicóptero) que está​​ se movendo em linha reta com velocidade constante V​​ de uma certa​​ altura fixa​​ do solo​​ deixa cair um​​ objeto,​​ este​​ objeto​​ se​​ comporta como

se fosse lançado horizontalmente​​ com​​ velocidade V que é​​ a mesma que a do helicóptero.

Veja um​​ exercício exemplo:

​​ (PUCCAMP-SP) Um​​ avião,​​ em​​ voo​​ horizontal, está bombardeando​​ de uma altura de 8​​ km,​​ um​​ destroier​​ parado.

A velocidade do avião​​ é de​​ 504​​ km/h.​​ De​​ quanto tempo dispõe o​​ destroier​​ para​​ mudar seu curso depois de uma bomba ter sido​​ abandonada?​​ 

Qual é a​​ distância horizontal​​ percorrida pela bomba​​ até atingir o destroier?

(g​​ =​​ 10​​ )

Resolução:

 

Exercícios de vestibulares com resolução comentada​​ sobre Lançamento Horizontal

01-​​ (FUVEST​​ -​​ SP)

Um drone​​ voando na horizontal, em relação ao solo (como indicado pelo sentido da seta na figura), deixa cair um pacote de livros.

melhor descrição da trajetória realizada pelo pacote de livros, segundo um observador em repouso no solo, é dada pelo percurso descrito na

(A) trajetória 1.

(B) trajetória 2.

(C) trajetória 3.

(D) trajetória 4.

(E) trajetória 5.

Resolução:

Trata-se de um​​ lançamento horizontal​​ com a​​ velocidade de lançamento​​ sendo​​ a mesma que a do drone.

 Colocando-se​​ a origem do sistema de referência no ponto de lançamento,​​ orienta-se,​​ por exemplo, o eixo X para a direita​​ e o​​ eixo Y para baixo.

Decompõe-se​​ o movimento em duas parcelas:

A composição dessas duas velocidades​​ fornece a​​ velocidade real desses livros cuja trajetória é um arco de parabola.

R- D

 

02- (UERJ​​ -​​ RJ)

Em uma área onde ocorreu uma​​ catástrofe natural,​​ um helicóptero em movimento retilíneo, a uma altura fixa do chão, deixa cair pacotes​​ contendo alimentos.​​ 

Cada​​ pacote lançado atinge o​​ solo​​ em um ponto​​ exatamente embaixo do helicóptero.

Desprezando forças de atrito e de resistência,​​ pode-se​​ afirmar​​ que as grandezas velocidade e

aceleração​​ dessa aeronave​​ são classificadas, respectivamente,​​ como:

a)​​ variável – nula

b)​​ nula – constante

c)​​ constante – nula

d)​​ variável - variável

Resolução:

Observe​​ que​​ são desprezados os atritos​​ e o helicóptero está em movimento retilíneo​​ a uma altura fixa do solo e, como cada pacote atinge o solo em um ponto exatamente embaixo do helicóptero, ele​​ (helicóptero) está com velocidade constante​​ e, portanto, com​​ aceleração nula.

R- C

 

03-​​ (CEFET​​ -​​ MG) 

Três pedras​​ são​​ atiradas horizontalmente, do​​ alto de um edifício, tendo suas​​ trajetórias representadas a seguir.

Admitindo-se a​​ resistência do ar desprezível,​​ é​​ correto afirmar que, durante a queda, as pedras possuem

a)​​ acelerações diferentes.  

b)​​ tempos de queda diferentes.  

c)​​ componentes horizontais das velocidades constantes.

d)​​ componentes verticais das velocidades diferentes, a uma mesma altura.

Resolução:

a) Falsa ​​ ​​ todas possuem a​​ mesma aceleração​​ que é a da​​ gravidade g.

b) Falsa ​​  ​​​​ chegam ao​​ solo no mesmo instante,​​ trata-se de​​ uma queda livre onde os atritos são desprezados.

d) Falsa ​​  ​​ ​​​​ na​​ mesma altura​​ as​​ componentes verticais​​ das​​ velocidades são as mesmas​​ (característica da queda livre)

R- C

 

04-​​ (FUVEST​​ -​​ SP)

 Uma​​ menina,​​ segurando uma​​ bola de tênis,​​ corre com​​ velocidade constante,​​ de​​ módulo igual a

10,8 km/h,​​ em​​ trajetória retilínea,​​ numa​​ quadra plana e horizontal.​​ 

Num​​ certo instante, a menina,​​ com o​​ braço esticado horizontalmente ao lado do corpo,​​ sem alterar o seu estado de movimento, solta a bola,​​ que​​ leva 0,5 s para atingir o solo.​​ 

Resolução:

R- E​​ 

 

05- (Físicaevestibular) 

Se,​​ numa competição de tiro,​​ um dos​​ concorrentes mirar diretamente o centro do alvo​​ ele o atingirá?

Justifique​​ sua resposta.

Resolução:

Não,​​ pois​​ enquanto o alvo permanece imóvel, o projétil, durante todo seu movimento estará caindo,​​ sujeito à​​ aceleração da gravidade​​ e chegará ao alvo numa​​ posição abaixo daquela em que ele mirou.

 

06- (UNIFESP - SP) 

Uma​​ pequena esfera​​ maciça é​​ lançada de uma altura de 0,6 m na direção horizontal, com​​ velocidade inicial de 2,0 m/s.

Ao​​ chegar ao chão,​​ somente​​ pela ação da gravidade, colide elasticamente com o piso​​ e​​ é lançada novamente para o alto.​​ 

Considerando​​ g = 10,0​​ ,​​ o​​ módulo da velocidade​​ e o​​ ângulo de lançamento do solo, em relação​​ à direção horizontal, imediatamente após a colisão,​​ são respectivamente dados por

Resolução:

​​ R- C

 

07- (Uerj​​ -​​ RJ)​​ 

Um​​ avião, em​​ trajetória retilínea paralela​​ à superfície horizontal do solo, sobrevoa​​ uma região​​ com velocidade constante igual a 360 km/h.

Três pequenas caixas são largadas,​​ com​​ velocidade inicial nula,​​ de um​​ compartimento na base do avião,​​ uma a uma, a intervalos regulares iguais a 1 segundo.

Desprezando-se os​​ efeitos do ar​​ no movimento de​​ queda das caixas,​​ determine as distâncias entre os respectivos pontos de impacto das caixas no solo.

Resolução:​​ 

Após abandonadas, por inércia​​ as três caixas continuam em movimento​​ com a mesma velocidade horizontal​​ do avião,​​ de 360 km/h​​ estando sempre abaixo dele e​​ percorrendo e sempre a mesma distância que ele.

Assim,​​ os​​ impactos no solo ocorrerão sobre a mesma linha reta,​​ separadas pela​​ distância percorrida pelo avião​​ durante aquele 1 s​​ entre os lançamentos das caixas.

Assim,​​ a​​ distância entre os​​ respectivos​​ pontos de impacto​​ com o solo​​ ​​ será de 100 m.

​​ 

08-​​ (FUVEST​​ -​​ SP) 

Um motociclista​​ de​​ Motocross, move-se com velocidade V = 10 m/s, sobre uma superfície plana,​​ até​​ atingir uma rampa​​ (em A),​​ inclinada de 45o com a horizontal, como indicado​​ na figura.

trajetória​​ do motociclista​​ deverá atingir novamente a rampa a uma distância horizontal D​​ (D​​ =​​ H), do ponto A, aproximadamente igual a: (g​​ =​​ 10​​ )

a)​​ 20m              

b)​​ 15m                

c)​​ 10m                

d)​​ 7,5m                

e)​​ 5m

Resolução:

R- A

 

09-​​ (ITA​​ -​​ SP) 

Uma​​ bola​​ é lançada​​ horizontalmente do alto de um edifício,​​ tocando o solo​​ decorrido

aproximadamente 2s.​​ 

Sendo​​ 2,5m a altura de cada andar,​​ o​​ número de andares do edifício​​ é:

a)​​ 5     

b)​​ 6     

c)​​ 7     

d)​​ 8     

e)​​ indeterminado, pois a velocidade horizontal de arremesso da bola não foi fornecida

Resolução:

R- D

 

(UERJ – RJ)

Utilize as​​ informações a seguir​​ para​​ responder às questões de​​ números 10 e 11

Três bolas​​ −​​ X, Y e Z​​ − são​​ lançadas da borda de uma mesa, com​​ velocidades iniciais paralelas​​ ao​​ solo​​ e​​ mesma direção e sentido.

A​​ tabela acima​​ mostra as magnitudes​​ das massas​​ e das​​ velocidades iniciais das bolas.

10 -(UERJ – RJ)

Resolução: 

​​ 

R- D

 

11 -(UERJ – RJ)

Resolução:​​ 

R- C

 

12-​​ (Físicaevestibular)

Uma bola de golfe​​ é​​ jogada do alto de uma escada com velocidade horizontal de 3​​ m/s.

Cada degrau​​ tem 30cm de comprimento (profundidade, passo)) e 18 cm de altura (espelho).

Despreze a resistência do ar, considere g = 10​​  determine que degrau a bola tocará primeiro.

Resolução:

Observe nas​​ figuras abaixo​​ a​​ determinação da​​ equação da reta​​ que tangencia a extremidade de​​ 

 

13-(UNESP-SP) 

Para​​ determinar a velocidade de um projétil,​​ um perito, devidamente autorizado,​​ toma um pequeno​​ bloco de madeira,​​ com​​ massa de 480 g​​ e o coloca​​ em repouso na borda de um balcão horizontal de altura h = 1,25 m.​​ 

A seguir,​​ dispara o projétil, de massa 20 g,​​ paralelamente ao balcão.​​ 

O projétil​​ penetra no bloco, lançando-o ao solo, a uma distância d = 5,0 m da borda do balcão,​​ como ilustrado​​ na figura.

Considerando​​ g = 10​​  e​​ desprezando os efeitos de atrito com o ar​​ e o​​ movimento de rotação do projétil e do bloco,​​ calcule

a)​​ a​​ velocidade​​ com que o​​ bloco​​ deixa o balcão.          ​​ 

b)​​ a​​ velocidade do projétil​​ obtida pelo perito.

Resolução:

b)​​ Como eles​​ movem-se​​ juntos após o​​ choque​​ com a​​ mesma velocidade, o mesmo é um​​ choque inelástico​​ com​​ duas situações;​​ uma​​ antes do choque​​ e a​​ outra depois do choque​​ (figuras abaixo).​​