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FÍSICA I PRÉ-VESTIBULAR 289SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 05 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE DEFINIÇÃO Tanto na queda livre como nos lançamentos verticais, temos casos particulares do MUV, pois trabalharemos com pequenas alturas, o que fará com que consideremos a aceleração da gravidade de módulo constante e desprezaremos a resistência do ar. O que precisa ser feito é dar uma orientação para a trajetória e ter cuidado com os sinais que a aceleração e a velocidade inicial terão. QUEDA LIVRE É o movimento que ocorre com velocidade inicial nula. Na prática, deixa-se o corpo cair e despreza-se a resistência do ar. Observe que as equações do MUV: v = v0 + a · t ∆s = v0 · t + 12 a · t2 V2 = v0 2 +2a∆s Como V0 = 0, a = g e ∆S = h, as equações do MUV se transformam em:: v = g · t h = 12 · g · t 2 v2 = 2 · g · h Nas proximidades da superfície terrestre, desprezando-se a resistência do ar, todos os corpos caem com a mesma aceleração (aproximadamente 10m/s²), independente de suas massas. RELAÇÃO DE GALILEU Como N (Vxt) Área S=∆ , temos: Em cada intervalo de tempo os espaços percorridos são múltiplos dos números ímpares: 1, 3, 5, 7,... Um objeto que se move verticalmente, no vácuo, sob ação exclusiva da aceleração da gravidade apresenta na queda um movimento acelerado, ou seja, o módulo da velocidade aumenta ao longo da queda, entretanto, na subida, apresenta um movimento retardado, ou seja, o módulo da velocidade diminui ao longo da subida. Quando um objeto é lançado verticalmente para cima, sua velocidade escalar diminui de forma linear até ser nula no ponto de altura máxima. Nesse instante, ocorre a inversão de sentido da velocidade e em seguida o objeto começa a descer em movimento acelerado. Observe os esquemas: h 3h H = h + 3h + 5h 5h (0) Tempo V0 = 0 (t) (2t) (3t) GRÁFICO DA POSIÇÃO X TEMPO Como a reta tangente que passa pelo ponto inicial é horizontal. Então: V0 = 0 PRÉ-VESTIBULAR290 FÍSICA I 05 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO LANÇAMENTO VERTICAL Equações do MUV adaptadas aos lançamentos: No lançamento para cima: • O tempo de subida é sempre igual ao tempo de descida tanto para o percurso total como para qualquer parte do percurso. • Em um mesmo ponto a velocidade de subida tem o mesmo módulo da velocidade de descida, portanto a velocidade inicial da subida é igual à velocidade fi nal da descida. • Essas afi rmações são verdadeiras apenas quando o ponto de partida coincide com ponto de chegada. Não valem quando há resistência do ar ou o quando o objeto possui propulsão própria, como no caso de aviões, foguetes, etc. PROEXPLICA VELOCIDADE d 3d v2 5d v1 v0 – v2 – v1 – v0 v = 0 Subida Descida GRAVIDADE → ACELERAÇÃO v = 0 Subida Ponto mais alto Descida g � g � g � g � g � g � g � � � � a g Observando os esquemas, pode-se perceber que a aceleração não depende do fato de o corpo estar subindo ou descendo, a gravidade sempre aponta para baixo, entretanto a velocidade sempre aponta no sentido do movimento, na subida ela aponta para cima e na descida aponta para baixo. Para descrever as equações apresentadas acima, deve-se adotar um referencial positivo para cima quando o corpo estiver subindo, por isso, nesse caso a = - g, e um referencial positivo para baixo quando o corpo estiver descendo, por isso, nesse caso a = +g. GRÁFICO DA VELOCIDADE X TEMPO GRÁFICO DA POSIÇÃO X TEMPO PROTREINO EXERCÍCIOS 01. Um objeto de 8 kg é abandonado de uma altura de 1,25 metros em relação ao solo e cai sob ação exclusiva da gravidade. Calcule o tempo de queda e a velocidade com que esse objeto atingira o solo. Adote g = 10 m/s². PRÉ-VESTIBULAR 05 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE 291 FÍSICA I SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 02. Dois objetos A e B, de massas 12 kg e 6 kg, respectivamente, foram abandonados num mesmo instante de uma mesma altura em relação ao solo. Desprezando qualquer atrito, compare os tempos de queda. Justifique sua resposta. 03. Um objeto é lançado verticalmente para cima, a partir do solo, com velocidade inicial de 30 m/s. Despreze qualquer força dissipativa e adote g = 10 m/s². Faça o que se pede: a) Formule a função horária da velocidade; b) Calcule o tempo que objeto levará para atingir a altura máxima; c) Calcule a altura máxima; d) Identifique o instante e a velocidade escalar quando o móvel atinge o solo. 04. Para próxima questão, desconsidere a resistência do ar e adote g = 10 m/s O Burj Khalifa é a maior estrutura já construída pelo ser humano. Sua construção iniciou em 21 de setembro de 2004 e foi inaugurado no dia 4 de janeiro de 2010. O orçamento total do projeto custou em torno de 1,5 bilhão de dólares. Para comprar uma sala nesse prédio o comprador deve desembolsar 37 500 dólares por cada metro quadrado obtido. Imagine que um objeto de 4 kg foi lançado verticalmente para baixo com velocidade inicial de 20 m/s do alto do maior edifício do mundo. Sabendo que o objeto levou aproximadamente 11 segundos para chegar ao solo: a) calcule a altura aproximada do edifício; b) calcule o número aproximado de andares que o prédio possui, considerando que cada andar possui 5,15 metros. 05. Um corpo é abandonado de uma altura de 80 metros do solo. Adote g = 10 m/s, despreze a resistência do ar e calcule a distância percorrida nos últimos 2 segundos da queda. PROPOSTOS EXERCÍCIOS 01. (ENEM PPL) Ao soltar um martelo e uma pena na Lua em 1973, o astronauta David Scott confirmou que ambos atingiram juntos a superfície. O cientista italiano Galilei Galilei (1564-1642), um dos maiores pensadores de todos os tempos, previu que, se minimizarmos a resistência do ar, os corpos chegariam juntos à superfície. OLIVEIRA, A. A influência do olhar Disponível em: www.cienciahoje.org.br. Acesso em: 15 ago. 2016 (adaptado). Na demonstração, o astronauta deixou cair em um mesmo instante e de uma mesma altura um martelo de 1,32 kg e uma pena de 30 g. Durante a queda no vácuo, esses objetos apresentam iguais a) inércias. b) impulsos. c) trabalhos. d) acelerações. e) energias potenciais. 02. (MACKENZIE) Dois corpos A e B de massas mA=1,0 kg e mB=1,0 ·10 3 kg, respectivamente, são abandonados de uma mesma altura h, no interior de um tubo vertical onde existe o vácuo. Para percorrer a altura h, a) o tempo de queda do corpo A é igual que o do corpo B. b) o tempo de queda do corpo A é maior que o do corpo B. c) o tempo de queda do corpo A é menor que o do corpo B. d) o tempo de queda depende do volume dos corpos A e B. e) o tempo de queda depende da forma geométrica dos corpos A e B. 03. (UERJ) Três pequenas esferas, E1, E2 e E3, são lançadas em um mesmo instante, de uma mesma altura, verticalmente para o solo. Observe as informações da tabela: Esfera Material Velocidade inicial E1 chumbo v1 E2 alumínio v2 E3 vidro v3 A esfera de alumínio é a primeira a alcançar o solo; a de chumbo e a de vidro chegam ao solo simultaneamente. A relação entre v1, v2 e v3 está indicada em: a) v1 < v3 < v2 b) v1 = v3 < v2 c) v1 = v3 > v2 d) v1 < v3 = v2 04. (UECE) Uma pessoa, do alto de um prédio de altura H, joga uma bola verticalmente para baixo, com uma certa velocidade de lançamento. A bola atinge o solo com velocidade cujo módulo é VI. Em um segundo experimento, essa mesma bola é jogada do mesmo ponto no alto do prédio, verticalmente para cima e com mesmo módulo da velocidade de lançamento que no primeiro caso. A bola sobe até uma altura H acima do ponto de lançamento e chega ao solo com velocidade cujo módulo é VII. Desprezando todos os atritos e considerando as trajetórias retilíneas, é correto afirmar-se que a) VI = 2VII b) VI = VII c) VI = VII / 2 d) VI = VII / 4 PRÉ-VESTIBULAR292 FÍSICA I 05 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 05. (ENEM) Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência: I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-apela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior. II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la. III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda. O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação. Distância percorrida pela régua durante a queda (metro) Tempo de reação (segundo) 0,30 0,24 0,15 0,17 0,10 0,14 Disponível em: http://br.geocities.com. Acesso em: 1 fev. 2009. A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a a) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido. b) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade. c) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado. d) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado. e) velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo. 06. (IFCE) Considere um movimento de queda livre em que duas partículas, 1 e 2, têm massas m1=1 kg e m2=2 kg e estão localizadas a uma mesma altura acima do solo. As duas partículas são abandonadas simultaneamente. Para a partícula 1 observa-se que, no intervalo de tempo ∆t=2 s, se desloca verticalmente ∆y=20 m. Para o mesmo intervalo de tempo ∆t=2 s, o deslocamento vertical da partícula 2, em m, será (Utilize g=10 m/s2) a) 40 b) 10 c) 20 d) 5 e) 50 07. (UERJ) Uma ave marinha costuma mergulhar de uma altura de 20 m para buscar alimento no mar. Suponha que um desses mergulhos tenha sido feito em sentido vertical, a partir do repouso e exclusivamente sob ação da força da gravidade. Desprezando-se as forças de atrito e de resistência do ar, a ave chegará à superfície do mar a uma velocidade, em m/s, aproximadamente igual a: a) 20 b) 40 c) 60 d) 80 08. (EEAR) Um atleta pratica salto ornamental, fazendo uso de uma plataforma situada a 5m do nível da água da piscina. Se o atleta saltar desta plataforma, a partir do repouso, com que velocidade se chocará com a água? Obs.: despreze a resistência do ar e considere o módulo da aceleração da gravidade g=10 m/s2. a) 10 m/s. b) 20 m/s. c) 30 m/s. d) 50 m/s. 09. (EEAR) Ao término de uma formatura da EEAR, um terceiro sargento recém-formado, para comemorar, lançou seu quepe para cima na direção vertical, até uma altura de 9,8 metros. Adotando g=10 m/s2 e desconsiderando o atrito com o ar, a velocidade de lançamento, em m/s, foi de a) 8 b) 14 c) 20 d) 26 10. (IFSUL) Um corpo A é abandonado de um ponto situado a 10 metros acima do solo. No mesmo instante, um corpo B é lançado verticalmente de baixo para cima com velocidade v0 suficiente para que possa atingir 10 metros de altura. Desprezando a resistência do ar, chamando respectivamente vA e vB as velocidades de A e B quando se encontram a 5 metros de altura, o valor da razão vA/vB, em módulo é a) 4 b) 2 c) 1 d) 1/2 11. (ENEM CANCELADO) O Super-homem e as leis do movimento Uma das razões para pensar sobre física dos super-heróis é, acima de tudo, uma forma divertida de explorar muitos fenômenos físicos interessantes, desde fenômenos corriqueiros até eventos considerados fantásticos. A figura seguinte mostra o Super- homem lançando-se no espaço para chegar ao topo de um prédio de altura H. Seria possível admitir que com seus superpoderes ele estaria voando com propulsão própria, mas considere que ele tenha dado um forte salto. Neste caso, sua velocidade final no ponto mais alto do salto deve ser zero, caso contrário, ele continuaria subindo. Sendo g a aceleração da gravidade, a relação entre a velocidade inicial do Super-homem e a altura atingida é dada por: v2=2 gH. A altura que o Super-homem alcança em seu salto depende do quadrado de sua velocidade inicial porque a) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar ao quadrado. PRÉ-VESTIBULAR 05 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE 293 FÍSICA I SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO b) o tempo que ele permanece no ar é diretamente proporcional à aceleração da gravidade e essa é diretamente proporcional à velocidade. c) o tempo que ele permanece no ar é inversamente proporcional à aceleração da gravidade e essa é inversamente proporcional à velocidade média. d) a aceleração do movimento deve ser elevada ao quadrado, pois existem duas acelerações envolvidas: a aceleração da gravidade e a aceleração do salto. e) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar, e esse tempo também depende da sua velocidade inicial. 12.(UERJ) Lucy caiu da árvore Conta a lenda que, na noite de 24 de novembro de 1974, as estrelas brilhavam na beira do rio Awash, no interior da Etiópia. Um gravador K7 repetia a música dos Beatles “Lucy in the Sky with Diamonds”. Inspirados, os paleontólogos decidiram que a fêmea AL 288-1, cujo esqueleto havia sido escavado naquela tarde, seria apelidada carinhosamente de Lucy. Lucy tinha 1,10 m e pesava 30 kg. Altura e peso de um chimpanzé. 1Mas não se iluda, Lucy não pertence à linhagem que deu origem aos macacos modernos. Ela já andava ereta sobre os membros inferiores. Lucy pertence à linhagem que deu origem ao animal que escreve esta crônica e ao animal que a está lendo, eu e você. Os ossos foram datados. Lucy morreu 3,2 milhões de anos atrás. Ela viveu 2 milhões de anos antes do aparecimento dos primeiros animais do nosso gênero, o Homo habilis. A enormidade de 3 milhões de anos separa Lucy dos mais antigos esqueletos de nossa espécie, o Homo sapiens, que surgiu no planeta faz meros 200 mil anos. Lucy, da espécie Australopithecus afarensis, é uma representante das muitas espécies que existiram na época em que a linhagem que deu origem aos homens modernos se separou da que deu origem aos macacos modernos. 2Lucy já foi chamada de elo perdido, o ponto de bifurcação que nos separou dos nossos parentes mais próximos. Uma das principais dúvidas sobre a vida de Lucy é a seguinte: ela já era um animal terrestre, como nós, ou ainda subia em árvores? 3Muitos ossos de Lucy foram encontrados quebrados, seus fragmentos espalhados pelo chão. Até agora, se acreditava que isso se devia ao processo de fossilização e às diversas forças às quais esses ossos haviam sido submetidos. Mas os cientistas resolveram estudar em detalhes as fraturas. As fraturas, principalmente no braço, são de compressão, aquela que ocorre quando caímos de um local alto e apoiamos os membros para amortecer a queda. Nesse caso, a força é exercida ao longo do eixo maior do osso, causando um tipo de fratura que é exatamente o encontrado em Lucy. Usando raciocínios como esse, os cientistas foram capazes de explicar todas as fraturas a partir da hipótese de que Lucy caiu do alto de uma árvore de pé, se inclinou para frente e amortizou a queda com o braço. 4Uma queda de 20 a 30 metros e Lucy atingiria o solo a 60 km/h, o suficiente para matar uma pessoa e causar esse tipo de fratura. Como existiam árvores dessa altura onde Lucy vivia e muitos chimpanzés sobem até 150 metros para comer, uma queda como essa é fácil de imaginar. A conclusão é que Lucy morreu ao cair da árvore. E se caiu era porque estava lá em cima. E se estava lá em cima era porque sabia subir. Enfim, sugere que Lucy habitava árvores. Mas na minha mente ficou uma dúvida. Quando criança, eu subia em árvores. E era por não sermos grandes escaladores de árvores que eu e meus amigos vivíamos caindo, alguns quebrando braços e pernas. Será que Lucy morreu exatamente por tentar fazer algo que já não era natural para sua espécie? Fernando Reinach adaptado de O Estado de S. Paulo, 24/09/2016.Considere que Lucy tenha caído de uma altura igual a 20 m, com aceleração constante, atingindo o solo com a velocidade de 60 km/h. Nessas condições, o valor da aceleração, em m/s2, corresponde aproximadamente a: a) 3 b) 7 c) 11 d) 15 13. (UNICAMP) Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra. Considerando que a massa e as dimensões dessa estrela são comparáveis às da Terra, espera-se que a aceleração da gravidade que atua em corpos próximos à superfície de ambos os astros seja constante e de valor não muito diferente. Suponha que um corpo abandonado, a partir do repouso, de uma altura h=54 m da superfície da estrela, apresente um tempo de queda t=3,0 s. Desta forma, pode- se afirmar que a aceleração da gravidade na estrela é de a) 8,0 m/s2. b) 10 m/s2. c) 12 m/s2. d) 18 m/s2. 14. (IFPE) Em um lançamento de um projétil para cima, foi desenvolvida a equação horária do espaço do projétil, que se move em linha reta na direção vertical, segundo a expressão S = 105 + 20t – 5t2 (S é dado em metros e, t, em segundos). Nessa situação, determine o módulo da velocidade do projétil ao fim de 3 s. e) 120 m/s f) 10 m/s g) 60 m/s h) 5 m/s i) 15 m/s 15. (FUVEST) Em uma tribo indígena de uma ilha tropical, o teste derradeiro de coragem de um jovem é deixar-se cair em um rio, do alto de um penhasco. Um desses jovens se soltou verticalmente, a partir do repouso, de uma altura de 45 m em relação à superfície da água. O tempo decorrido, em segundos, entre o instante em que o jovem iniciou sua queda e aquele em que um espectador, parado no alto do penhasco, ouviu o barulho do impacto do jovem na água é, aproximadamente, Note e adote: - Considere o ar em repouso e ignore sua resistência. - Ignore as dimensões das pessoas envolvidas. - Velocidade do som no ar: 360 m/s. - Aceleração da gravidade: 10 m/s2. a) 3,1 b) 4,3 c) 5,2 d) 6,2 e) 7,0 PRÉ-VESTIBULAR294 FÍSICA I 05 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 16. (UNESP) No período de estiagem, uma pequena pedra foi abandonada, a partir do repouso, do alto de uma ponte sobre uma represa e verificou-se que demorou 2,0 s para atingir a superfície da água. Após um período de chuvas, outra pedra idêntica foi abandonada do mesmo local, também a partir do repouso e, desta vez, a pedra demorou 1,6 s para atingir a superfície da água. Considerando a aceleração gravitacional igual a 10 m/s2 e desprezando a existência de correntes de ar e a sua resistência, é correto afirmar que, entre as duas medidas, o nível da água da represa elevou-se a) 5,4 m. b) 7,2 m. c) 1,2 m. d) 0,8 m. e) 4,6 m. 17. (IFSUL) Em uma experiência de cinemática, estudantes analisaram o movimento de um objeto que foi lançado verticalmente para cima a partir do solo. Eles verificaram que o objeto passa por um determinado ponto 0,5 s depois do lançamento, subindo, e passa pelo mesmo ponto 3,5 s depois do lançamento, descendo. Considerando que essa experiência foi realizada em um local onde a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2 e que foram desprezadas quaisquer formas de atrito no movimento do objeto, os estudantes determinaram que a velocidade de lançamento e altura máxima atingida pelo objeto em relação ao solo são, respectivamente, iguais a: a) 20 m/s e 10 m b) 20 m/s e 20 m c) 15 m/s e 11,25 m d) 15 m/s e 22,50 m 18. (UFRGS) Considere que uma pedra é lançada verticalmente para cima e atinge uma altura máxima H. Despreze a resistência do ar e considere um referencial com origem no solo e sentido positivo do eixo vertical orientado para cima. Assinale o gráfico que melhor representa o valor da aceleração sofrida pela pedra, desde o lançamento até o retorno ao ponto de partida. a) b) c) d) e) 19. (FUVEST) Uma torneira mal fechada pinga a intervalos de tempo iguais. A figura a seguir mostra a situação no instante em que uma das gotas está se soltando. Supondo que cada pingo abandone a torneira com velocidade nula e desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que a razão A B entre a distância A e B mostrada na figura (fora de escala) vale: a) 2. b) 3. c) 4. d) 5. e) 6 20. (UNESP) Em um dia de calmaria, um garoto sobre uma ponte deixa cair, verticalmente e a partir do repouso, uma bola no instante t0 = 0 s. A bola atinge, no instante t4, um ponto localizado no nível das águas do rio e à distância h do ponto de lançamento. A figura apresenta, fora de escala, cinco posições da bola, relativas aos instantes t0, t1, t2, t3 e t4. Sabe-se que entre os instantes t2 e t3 a bola percorre 6,25 m e que g = 10 m/s2. PRÉ-VESTIBULAR 05 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE 295 FÍSICA I SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO Desprezando a resistência do ar e sabendo que o intervalo de tempo entre duas posições consecutivas apresentadas na figura é sempre o mesmo, pode-se afirmar que a distância h, em metros, é igual a a) 25. b) 28. c) 22. d) 30. e) 20. 05. APROFUNDAMENTO EXERCÍCIOS DE 01. (UFPR) Um paraquedista salta de um avião e cai livremente por uma distância vertical de 80m, antes de abrir o paraquedas. Quando este se abre, ele passa a sofrer uma desaceleração vertical de 4m/s², chegando ao solo com uma velocidade vertical de módulo 2m/s. Supondo que, ao saltar do avião, a velocidade inicial do paraquedista na vertical era igual a zero e considerando g = 10m/s², determine: a) O tempo total que o paraquedista permaneceu no ar, desde o salto até atingir o solo. b) A distância vertical total percorrida pelo paraquedista. 02. (UFPE) Uma bola cai em queda livre a partir do repouso. Quando a distância percorrida for h, a velocidade será v1. Quando a distância percorrida for 16h a velocidade será v2. Calcule a razão 2 1 v v . Considere desprezível a resistência do ar. 03. (UFPE) Uma partícula é liberada em queda livre a partir do repouso. Calcule o módulo da velocidade média da partícula, em m/s, após ela ter caído por 320 m. Aceleração da gravidade: 10 m/s² Densidade da água: 10³ kg/m³ Velocidade da luz no vácuo: 3 · 108m/s 30º 37º 45º sen 0,50 0,60 0,71 cos 0,86 0,80 0,71 04. (UFSCAR) Em julho de 2009 comemoramos os 40 anos da primeira viagem tripulada à Lua. Suponha que você é um astronauta e que, chegando à superfície lunar, resolva fazer algumas brincadeiras para testar seus conhecimentos de Física. a) Você lança uma pequena bolinha, verticalmente para cima, com velocidade inicial v0 igual a 8m/s. Calcule a altura máxima h atingida pela bolinha, medida a partir da altura do lançamento, e o intervalo de tempo ∆t que ela demora para subir e descer, retornando à altura inicial. b) Na Terra, você havia soltado de uma mesma altura inicial um martelo e uma pena, tendo observado que o martelo alcançava primeiro o solo. Decide então fazer o mesmo experimento na superfície da Lua, imitando o astronauta David Randolph Scott durante a missão Apollo 15, em 1971. O resultado é o mesmo que o observado na Terra? Explique o porquê. Dados: - Considere a aceleração da gravidade na Lua como sendo 1,6 m/s². - Nos seus cálculos mantenha somente 1 (uma) casa após a vírgula. 05. (PUCRJ) Um jogador de futebol chuta uma bola, que está no chão, verticalmente para cima com uma velocidade de 20 m/s. O jogador, imediatamente após chutar a bola, sai correndo para frente com uma velocidade de 8 m/s. Considere g = 10 m/s2. a) Calcule o tempo de voo da bola até voltar a bater no chão. b) Calcule a distância percorrida pelo jogador, na horizontal, até a bola bater no chão novamente. c) Calcule qual seria a distância percorrida pelo jogador se o mesmo tivesse partido do ponto inicial (onde ele chutou a bola) com velocidade inicial nula e aceleração de 2,0 m/s2, ao invés de ter uma velocidade constante de8 m/s. GABARITO EXERCÍCIOS PROPOSTOS 01. D 02. A 03. B 04. B 05. D 06. C 07. A 08. A 09. B 10. C 11. E 12. B 13. C 14. B 15. A 16. B 17. B 18. C 19. C 20. E EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO 01. a) T = 13,5 S. b)∆St=279,5 m 02. 4 03. vm= 40m/s 04. a) 1t 5 5 t 10 s 1,0 10 s.∆ = + ⇒ ∆ = = × b) Na Terra, a pena chega depois porque o efeito da resistência do ar sobre ela é mais significativo que sobre o martelo. Porém, a Lua é praticamente desprovida de atmosfera, e não havendo forças resistivas significativas, o martelo e a pena caem com a mesma aceleração, atingindo o solo lunar ao mesmo tempo, como demonstrou David Randolph Scott em seu experimento. 05. a) 4t b) 32m c) 16m ANOTAÇÕES PRÉ-VESTIBULAR296 FÍSICA I 05 LANÇAMENTO VERTICAL E QUEDA LIVRE SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO ANOTAÇÕES