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\[ E_p = m \cdot g \cdot h \]
onde:
- \( m = 2 \, \text{kg} \) (massa do objeto)
- \( g = 9,81 \, \text{m/s}^2 \) (aceleração devido à gravidade)
- \( h = 10 \, \text{m} \) (altura)
Calculando a energia potencial:
\[ E_p = 2 \, \text{kg} \cdot 9,81 \, \text{m/s}^2 \cdot 10 \, \text{m} = 196,2 \, \text{J} \]
Essa energia se converte em energia cinética (E_k) ao atingir o solo:
\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]
No ponto de impacto, toda a energia potencial foi convertida em energia cinética, então
temos:
\[ E_p = E_k \]
\[ 196,2 \, \text{J} = \frac{1}{2} \cdot 2 \, \text{kg} \cdot v^2 \]
Simplificando a equação:
\[ 196,2 = 1 \cdot v^2 \]
\[ v^2 = 196,2 \]
\[ v = \sqrt{196,2} \]
\[ v \approx 14,0 \, \text{m/s} \]
Portanto, a velocidade do objeto ao atingir o solo é aproximadamente 14 m/s. A alternativa
correta é **b) 14 m/s**.
**Questão:** Um bloco de massa 2 kg é puxado horizontalmente com uma força constante
de 10 N. Sabendo que a força de atrito entre o bloco e a superfície é de 4 N, qual é a
aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 2 m/s²
b) 3 m/s²
c) 4 m/s²
d) 5 m/s²
**Resposta:** b) 3 m/s²
**Explicação:** Para encontrar a aceleração do bloco, devemos usar a segunda lei de
Newton, que afirma que a força resultante (F_resultante) atuando sobre um objeto é igual
ao produto da massa (m) do objeto pela sua aceleração (a). A fórmula é:
\[ F_{\text{resultante}} = m \cdot a \]
Primeiro, calculamos a força resultante (F_resultante). A força total aplicada no bloco é de
10 N, e a força de atrito que se opõe ao movimento é de 4 N. Portanto, a força resultante é
calculada como:
\[ F_{\text{resultante}} = F_{\text{aplicada}} - F_{\text{atrito}} = 10\, \text{N} - 4\,
\text{N} = 6\, \text{N} \]
Em seguida, aplicamos a segunda lei de Newton:
\[ F_{\text{resultante}} = m \cdot a \]
Substituindo os valores conhecidos:
\[ 6\, \text{N} = 2\, \text{kg} \cdot a \]
Agora, isolamos a aceleração (a):
\[ a = \frac{6\, \text{N}}{2\, \text{kg}} = 3\, \text{m/s}² \]
Portanto, a aceleração do bloco é de 3 m/s², que corresponde à alternativa b.
**Questão:** Um corpo de massa 5 kg é lançado verticalmente para cima com uma
velocidade inicial de 20 m/s. Considerando a aceleração da gravidade como 10 m/s², qual é
a altura máxima que o corpo atingirá?
**Alternativas:**
a) 20 m
b) 30 m
c) 40 m
d) 50 m
**Resposta:** b) 20 m
**Explicação:** Para calcular a altura máxima atingida pelo corpo, pode-se utilizar a
seguinte equação da cinemática:
\[ v^2 = v_0^2 - 2g h \]
onde:
- \( v \) é a velocidade final (0 m/s no ponto mais alto),
- \( v_0 \) 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 equação:
\[ 0 = (20)^2 - 2 \times 10 \times h \]
Isso se simplifica para:
\[ 0 = 400 - 20h \]
Rearranjando a equação para resolver para \( h \):
\[ 20h = 400 \]
\[ h = \frac{400}{20} \]
\[ h = 20 \text{ m} \]
Portanto, a altura máxima que o corpo atingirá é de 20 m. A alternativa correta é a letra
**b**.
**Questão:** Um objeto de 2 kg está em repouso sobre uma superfície horizontal. Um
estudante aplica uma força constante de 10 N horizontalmente sobre o objeto.
Considerando que o coeficiente de atrito cinético entre o objeto e a superfície é 0,2, qual
será a aceleração do objeto após a força ser aplicada?
**Alternativas:**
a) 0,5 m/s²
b) 1 m/s²
c) 3 m/s²
d) 5 m/s²
**Resposta:** b) 1 m/s²
**Explicação:** Para encontrar a aceleração do objeto, precisamos considerar as forças que
atuam sobre ele.