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**Explicação:** Para encontrar a aceleração de um corpo quando uma força é aplicada,
podemos usar a segunda lei de Newton, que afirma que a força líquida (F) é igual ao produto
da massa (m) pela aceleração (a) do corpo. A relação é dada pela fórmula:
\[ F = m \cdot a \]
Neste caso, temos uma força aplicada de 20 N e uma massa de 5 kg. Substituindo os valores
na fórmula, temos:
\[ 20 N = 5 kg \cdot a \]
Para resolver para a aceleração, isolamos \( a \):
\[ a = \frac{F}{m} = \frac{20 N}{5 kg} = 4 m/s² \]
Portanto, a aceleração do corpo é de 4 m/s², que corresponde à alternativa b.
**Questão:** Um bloco de madeira de massa 2 kg é solto de uma altura de 10 m em relação
ao solo. Negligenciando a resistência do ar, qual é a velocidade do bloco ao atingir o solo?
**Alternativas:**
a) 12,6 m/s
b) 14,0 m/s
c) 20,0 m/s
d) 15,6 m/s
**Resposta:** b) 14,0 m/s
**Explicação:** Para resolver essa questão, utilizamos o princípio da conservação da
energia mecânica. A energia potencial gravitacional (Ep) que o bloco possui no início,
quando está a 10 m de altura, é convertida em energia cinética (Ec) no momento em que
atinge o solo. A energia potencial é dada por:
\[ Ep = m \cdot g \cdot h \]
onde:
- \( m \) é a massa do bloco (2 kg),
- \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²),
- \( h \) é a altura (10 m).
Substituindo os valores:
\[ Ep = 2 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s²} \cdot 10 \, \text{m} = 196 \, \text{J}. \]
Essa energia potencial se transforma completamente em energia cinética ao atingir o solo,
que é expressa pela fórmula:
\[ Ec = \frac{1}{2} m v^2 \]
onde \( v \) é a velocidade. Igualando as duas energias (Ep = Ec):
\[ 196 \, \text{J} = \frac{1}{2} \cdot 2 \, \text{kg} \cdot v^2 \]
Resolvendo para \( v \):
\[ 196 = 1 \cdot v^2 \]
\[ v^2 = 196 \]
\[ v = \sqrt{196} \]
\[ v = 14 \, \text{m/s}. \]
Portanto, a velocidade do bloco ao atingir o solo é de 14,0 m/s, que corresponde à
alternativa b).
**Questão:** Um corpo de massa 5 kg é solto a partir do repouso a uma altura de 20 m em
relação ao solo. Considerando a aceleração gravitacional como 10 m/s², qual é a velocidade
do corpo ao atingir o solo?
**Alternativas:**
a) 10 m/s
b) 20 m/s
c) 30 m/s
d) 40 m/s
**Resposta:** b) 20 m/s
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos utilizar a fórmula da energia potencial
gravitacional e a energia cinética. A energia potencial (E_p) no ponto inicial é dada por:
\[ E_p = m \cdot g \cdot h \]
onde:
- \( m = 5 \, \text{kg} \) (massa do corpo),
- \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) (aceleração gravitacional),
- \( h = 20 \, \text{m} \) (altura inicial).
Substituindo os valores, temos:
\[ E_p = 5 \cdot 10 \cdot 20 = 1000 \, \text{J} \]
Quando o corpo atinge o solo, toda essa energia potencial se transforma em energia cinética
(E_c):
\[ E_c = \frac{1}{2} m v^2 \]
Igualando as duas energias:
\[ 1000 = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot v^2 \]
Agora, isolamos \( v^2 \):
\[ 1000 = \frac{5}{2} v^2 \]
Multiplicando ambos os lados por 2:
\[ 2000 = 5 v^2 \]
Dividindo por 5:
\[ 400 = v^2 \]
Tirando a raiz quadrada de ambos os lados:
\[ v = \sqrt{400} = 20 \, \text{m/s} \]
Portanto, a velocidade do corpo ao atingir o solo é de 20 m/s, resultando na alternativa b)
como a correta.
**Questão:** Um corpo de 2 kg é lançado verticalmente para cima com uma velocidade
inicial de 15 m/s. Considerando a aceleração da gravidade como 10 m/s², qual é a altura
máxima atingida pelo corpo?
**Alternativas:**
a) 11,25 m