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Alternativas:
a) 16 m/s
b) 10 m/s
c) 8 m/s
d) 5 m/s
Resposta: a) 16 m/s
Explicação: Para resolver essa questão, podemos utilizar a segunda lei de Newton, que
afirma que a força (F) é igual à massa (m) multiplicada pela aceleração (a) do corpo: \( F =
m \cdot a \).
Primeiro, calculamos a aceleração do bloco. Como a força aplicada é de 20 N e a massa do
bloco é de 5 kg, temos:
\[
a = \frac{F}{m} = \frac{20 \, \text{N}}{5 \, \text{kg}} = 4 \, \text{m/s}^2
\]
Agora que sabemos que a aceleração do bloco é de \( 4 \, \text{m/s}^2 \), podemos calcular
a velocidade após um determinado tempo usando a fórmula da velocidade final:
\[
v = v_0 + a \cdot t
\]
onde:
- \( v_0 \) é a velocidade inicial (neste caso, 0, pois o bloco está em repouso),
- \( a \) é a aceleração (4 m/s²),
- \( t \) é o tempo (4 s).
Substituindo os valores:
\[
v = 0 + (4 \, \text{m/s}^2 \cdot 4 \, \text{s}) = 16 \, \text{m/s}
\]
Portanto, a velocidade do bloco após 4 segundos será de 16 m/s.
**Questão:** Um bloco de massa 5 kg é solto de uma altura de 20 metros em relação ao solo.
Qual é a velocidade do bloco quando ele atinge o solo, desconsiderando a resistência do ar?
**Alternativas:**
a) 10 m/s
b) 20 m/s
c) 40 m/s
d) 28 m/s
**Resposta:** b) 20 m/s
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos usar a conservação da energia. A
energia potencial gravitacional (Epg) do bloco no início é transformada em energia cinética
(Ec) no momento em que ele atinge o solo.
A energia potencial gravitacional é dada pela fórmula:
\[ E_p = m \cdot g \cdot h \]
onde:
- \( m = 5 \, kg \) (massa do bloco)
- \( g = 9,81 \, m/s² \) (aceleração da gravidade)
- \( h = 20 \, m \) (altura)
Substituindo os valores:
\[ E_p = 5 \cdot 9,81 \cdot 20 = 981 \, J \]
A energia cinética é dada por:
\[ E_c = \frac{1}{2} m v^2 \]
Quando o bloco atinge o solo, toda a energia potencial se transforma em energia cinética,
portanto:
\[ E_p = E_c \]
Igualando as duas expressões, temos:
\[ 981 = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot v^2 \]
Resolvendo para \( v \):
\[ 981 = \frac{5}{2} v^2 \]
Multiplicando ambos os lados por \( \frac{2}{5} \):
\[ \frac{2 \cdot 981}{5} = v^2 \]
Calculando:
\[ v^2 = \frac{1962}{5} = 392.4 \]
Agora, tirando a raiz quadrada:
\[ v = \sqrt{392.4} \approx 19.8 \, m/s \]
Arredondando, obtemos aproximadamente 20 m/s.
Portanto, a velocidade do bloco ao atingir o solo é de 20 m/s.
**Questão:** Um corpo é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20
m/s. Considerando a aceleração da gravidade como 10 m/s², qual será a altura máxima
alcançada pelo corpo?
**Alternativas:**
a) 10 m
b) 20 m
c) 30 m
d) 40 m
**Resposta:** c) 20 m
**Explicação:** Para resolver essa questão, utilizamos a fórmula da cinemática que
relaciona a velocidade inicial, a aceleração e a altura máxima. Em um movimento vertical
para cima, a velocidade final (no ponto máximo) é 0 m/s. A fórmula da altura máxima (h)
quando um corpo é lançado verticalmente é dada por:
\[ h = \frac{v^2}{2g} \]
onde:
- \( v \) é a velocidade inicial (20 m/s)
- \( g \) é a aceleração da gravidade (10 m/s²)
Substituindo os valores:
\[ h = \frac{(20 \, \text{m/s})^2}{2 \times 10 \, \text{m/s}^2} \]