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\[ F_{res} = F_{aplicada} - F_{atrito} \]
\[ F_{res} = 15 \, N - 5 \, N = 10 \, N \]
Agora, substituímos \(F_{res}\) na equação da segunda lei de Newton:
\[ 10 \, N = 5 \, kg \cdot a \]
Para encontrar a aceleração (\(a\)), isolamos \(a\):
\[ a = \frac{10 \, N}{5 \, kg} = 2 \, m/s² \]
Portanto, a aceleração do bloco é de 2 m/s², o que corresponde à alternativa c).
**Questão:** Um carro está se movendo em linha reta com uma velocidade constante de 20
m/s. De repente, ele começa a frear uniformemente e, após 5 segundos, sua velocidade cai
para 0 m/s. Qual foi a distância percorrida pelo carro durante o tempo em que ele estava
freando?
**Alternativas:**
a) 50 m
b) 100 m
c) 75 m
d) 25 m
**Resposta:** b) 50 m
**Explicação:** Para resolver a questão, podemos utilizar a fórmula da cinemática para o
movimento uniformemente retardado. A equação que liga a distância (s), a velocidade
inicial (v₀), a velocidade final (v), e o tempo (t) é a seguinte:
\[ s = v₀ \cdot t + \frac{1}{2} a t^2 \]
Sabemos que a velocidade inicial \( v₀ = 20 \, m/s \) e a velocidade final \( v = 0 \, m/s \). O
tempo de frenagem é \( t = 5 \, s \).
Primeiro, precisamos determinar a aceleração \( a \). Podemos usar a seguinte fórmula:
\[ v = v₀ + a \cdot t \]
Substituindo os valores conhecidos:
\[ 0 = 20 + a \cdot 5 \]
Resolvendo para \( a \):
\[ a \cdot 5 = -20 \]
\[ a = -4 \, m/s² \]
Agora que temos a aceleração, podemos calcular a distância percorrida durante os 5
segundos de frenagem. Substituímos \( v₀ \), \( a \) e \( t \) na primeira equação:
\[ s = 20 \cdot 5 + \frac{1}{2} (-4) \cdot (5^2) \]
\[ s = 100 + \frac{1}{2} (-4) \cdot 25 \]
\[ s = 100 - 50 \]
\[ s = 50 \, m \]
Portanto, a distância percorrida pelo carro durante a frenagem foi de 50 metros.
**Questão:** Um objeto 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
atingida pelo objeto?
**Alternativas:**
a) 20 m
b) 30 m
c) 40 m
d) 50 m
**Resposta:** b) 20 m
**Explicação:** A altura máxima atingida por um objeto lançado para cima pode ser
calculada utilizando a seguinte fórmula da cinemática:
\[
v^2 = v_0^2 - 2g h
\]
onde:
- \( v \) é a velocidade final no ponto mais alto (0 m/s, pois momentaneamente o objeto
para),
- \( v_0 \) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \( g \) é a aceleração da gravidade (10 m/s²),
- \( h \) é a altura máxima.
Substituindo os valores na fórmula:
\[
0 = (20)^2 - 2(10)h
\]
\[
0 = 400 - 20h
\]
Agora, isolamos \( h \):
\[
20h = 400
\]
\[
h = \frac{400}{20} = 20 \text{ m}
\]
Portanto, a altura máxima atingida pelo objeto é de 20 metros.
**Questão:** Um bloco de massa \( 5 \, kg \) é solto de uma altura de \( 20 \, m \) em um
ambiente onde a resistência do ar é desprezível. Qual será a sua velocidade ao atingir o
solo? (Considere \( g = 9,8 \, m/s^2 \))
**Alternativas:**
a) \( 14 \, m/s \)
b) \( 20 \, m/s \)
c) \( 28 \, m/s \)
d) \( 19,8 \, m/s \)
**Resposta:** c) \( 28 \, m/s \)
**Explicação:** Para resolver esta questão, utilizamos a lei da conservação da energia.
Quando o bloco é solto, ele possui apenas energia potencial gravitacional e, ao atingir o solo,
essa energia é convertida em energia cinética.
A energia potencial gravitacional (EP) no ponto mais alto é dada por:
\[
EP = m \cdot g \cdot h
\]
onde:
- \( m = 5 \, kg \) (massa do bloco),
- \( g = 9,8 \, m/s^2 \) (aceleração da gravidade),