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potencial gravitacional, dada por \(E_p = mgh\), onde \(h\) é a altura máxima que
queremos encontrar e \(g\) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²).
Igualando as duas energias no topo da trajetória (considerando que a energia cinética no
ponto mais alto é zero), temos:
\[
\frac{1}{2}mv^2 = mgh
\]
Podemos simplificar a equação dividindo ambos os lados por \(m\) (desde que \(m \neq
0\)):
\[
\frac{1}{2}v^2 = gh
\]
Substituindo os valores:
\[
\frac{1}{2}(20)^2 = 9,8h
\]
Calculando:
\[
\frac{1}{2}(400) = 9,8h
\]
\[
200 = 9,8h
\]
\[
h = \frac{200}{9,8} \approx 20,41 \text{ m}
\]
Arredondando, encontramos que a altura máxima é aproximadamente 20 m. Portanto, a
resposta correta é a alternativa b) 20 m.
**Questão:** Um bloco de massa 2 kg está em repouso sobre uma superfície horizontal e é
puxado por uma força horizontal de 10 N. Considerando que o coeficiente de atrito entre o
bloco e a superfície é 0,2, qual será a aceleração do bloco?
Alternativas:
a) 1 m/s²
b) 2 m/s²
c) 3 m/s²
d) 4 m/s²
**Resposta:** a) 1 m/s²
**Explicação:** Para encontrar a aceleração do bloco, vamos usar a segunda lei de Newton,
que afirma que a força líquida (F_neta) é igual ao produto da massa (m) pela aceleração (a):
\[ F_{net} = m \cdot a \]
Primeiro, precisamos calcular a força de atrito que atua contra a força de puxão. A força de
atrito (F_atrito) é dada pela fórmula:
\[ F_{atrito} = \mu \cdot N \]
onde \(\mu\) é o coeficiente de atrito e \(N\) é a força normal. Em superfícies horizontais,
a força normal é igual ao peso do bloco:
\[ N = m \cdot g \]
onde \(g \approx 9,8 \, m/s²\).
Substituindo os valores:
\[ N = 2 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, m/s² = 19,6 \, N \]
Agora, calculamos a força de atrito:
\[ F_{atrito} = 0,2 \cdot 19,6 \, N = 3,92 \, N \]
A força total que está agindo sobre o bloco é a força de puxão menos a força de atrito:
\[ F_{net} = F_{puxão} - F_{atrito} = 10 \, N - 3,92 \, N = 6,08 \, N \]
Agora, aplicamos a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração:
\[ 6,08 \, N = 2 \, kg \cdot a \]
\[ a = \frac{6,08 \, N}{2 \, kg} = 3,04 \, m/s² \]
Após revisar as alternativas, verificamos que houve um erro de interpretação na
apresentação das opções, pois a resposta correta não está listada. Por essa razão, a
interpretação correta da pergunta leva a uma necessidade de revisão no contexto ou
informação das opções oferecidas.
Se considerarmos apenas as forças descritas e a possibilidade de arredondar, a resposta
mais próxima ao resultado da aceleração seria alternativa (b), mas isso vai além da precisão.
Para uma resposta correta, um reexame das condições seria apropriado.
Questão: Um carro se desloca em uma estrada reta a uma velocidade constante de 60 km/h.
De repente, o motorista freia, reduzindo a velocidade a 30 km/h em 5 segundos. Qual é a
aceleração média do carro durante esse intervalo de tempo?
Alternativas:
a) -6 m/s²
b) -5 m/s²
c) -2 m/s²
d) -1 m/s²
Resposta: c) -2 m/s²
Explicação: Para calcular a aceleração média, utilizamos a fórmula:
\[
a = \frac{\Delta v}{\Delta t}
\]
onde \(\Delta v\) é a variação da velocidade e \(\Delta t\) é o intervalo de tempo.
Inicialmente, precisamos converter as velocidades de km/h para m/s. Sabemos que 1 km/h
é aproximadamente 0,2778 m/s:
- Velocidade inicial (\(v_i\)) = 60 km/h = \(60 \times 0,2778 \approx 16,67\) m/s
- Velocidade final (\(v_f\)) = 30 km/h = \(30 \times 0,2778 \approx 8,33\) m/s
A variação de velocidade (\(\Delta v\)) é dada por:
\[
\Delta v = v_f - v_i = 8,33\, \text{m/s} - 16,67\, \text{m/s} = -8,34\, \text{m/s}
\]
O tempo (\(\Delta t\)) foi dado como 5 segundos. Agora, substituindo na fórmula da
aceleração:
\[
a = \frac{-8,34\, \text{m/s}}{5\, \text{s}} \approx -1,668\, \text{m/s}^2
\]
Arredondando, a aceleração média do carro é aproximadamente -2 m/s². A aceleração
negativa indica que o carro está desacelerando. Portanto, a resposta correta é a alternativa
c) -2 m/s².