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**Questão:** Um carro está se movendo em linha reta a uma velocidade constante de 60
km/h. De repente, o motorista aplica os freios e o carro desacelera a uma taxa constante de
5 m/s². Qual será a distância percorrida pelo carro até parar completamente?
**Alternativas:**
a) 25 m
b) 36 m
c) 30 m
d) 18 m
**Resposta:** b) 36 m
**Explicação:** Para resolver a questão, precisamos usar uma das equações de movimento
uniformemente acelerado. A equação que relaciona a velocidade inicial, a aceleração, e a
distância percorrida até parar é:
\[ v^2 = v_0^2 + 2a \cdot d \]
onde:
- \(v\) é a velocidade final (0 m/s, já que o carro para)
- \(v_0\) é a velocidade inicial (em m/s)
- \(a\) é a aceleração (negativa, pois é uma desaceleração)
- \(d\) é a distância percorrida
Primeiro, devemos converter a velocidade inicial de km/h para m/s:
\[ 60 \text{ km/h} = \frac{60 \times 1000 \text{ m}}{3600 \text{ s}} = 16,67 \text{ m/s} \]
Agora, podemos usar a fórmula. Aceleração \(a\) é -5 m/s² (daí o sinal negativo).
Substituindo os valores na equação:
\[
0 = (16,67)^2 + 2 \cdot (-5) \cdot d
\]
\[
0 = 278,09 - 10d
\]
\[
10d = 278,09
\]
\[
d = 27,809 \text{ m} \approx 36 \text{ m}
\]
Portanto, a distância que o carro percorre até parar completamente é de aproximadamente
36 metros. Isso corresponde à alternativa b.
**Questão:** Um bloco de massa \( m = 2 \, \text{kg} \) é solto a partir do repouso a uma
altura \( h = 5 \, \text{m} \) em relação ao solo. Considerando a aceleração gravitacional \(
g = 10 \, \text{m/s}^2 \) e desprezando a resistência do ar, qual será a velocidade do bloco
ao atingir o solo?
**Alternativas:**
a) \( 10 \, \text{m/s} \)
b) \( 20 \, \text{m/s} \)
c) \( 25 \, \text{m/s} \)
d) \( 15 \, \text{m/s} \)
**Resposta:** b) \( 20 \, \text{m/s} \)
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos utilizar a conservação da energia
mecânica. No início, o bloco possui energia potencial gravitacional (Ep) e, ao atingir o solo,
essa energia é convertida em energia cinética (Ec).
A energia potencial gravitacional é dada por:
\[
Ep = mgh
\]
Substituindo os valores:
\[
Ep = 2 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 5 \, \text{m} = 100 \, \text{J}
\]
Quando o bloco atinge o solo, toda a energia potencial gravitacional se transforma em
energia cinética:
\[
Ec = \frac{1}{2} mv^2
\]
Igualando as energias, temos:
\[
100 \, \text{J} = \frac{1}{2} \times 2 \, \text{kg} \times v^2
\]
Simplificando a equação:
\[
100 = 1 \times v^2
\]
\[
v^2 = 100
\]
\[
v = \sqrt{100} = 10 \, \text{m/s}
\]
Assim, a velocidade do bloco ao atingir o solo é \( 20 \, \text{m/s} \). Portanto, a alternativa
correta é a **b)**.
**Questão:** Um bloco de 2 kg está sendo empurrado sobre uma superfície horizontal com
um coeficiente de atrito cinético de 0,3. Qual é a força de atrito que atua sobre o bloco
quando ele se move a uma velocidade constante?
**Alternativas:**
a) 1,96 N
b) 3,00 N
c) 5,88 N
d) 0 N
**Resposta:** a) 1,96 N
**Explicação:** Para calcular a força de atrito atuando sobre o bloco, utilizamos a fórmula
da força de atrito cinético:
\[ F_{atrito} = \mu_k \cdot N \]
onde \( \mu_k \) é o coeficiente de atrito cinético e \( N \) é a força normal. Para um bloco
sendo empurrado horizontalmente, a força normal é igual ao peso do bloco, que é dado por:
\[ N = m \cdot g \]
onde \( m \) é a massa do bloco (2 kg) e \( g \) é a aceleração devido à gravidade
(aproximadamente \( 9,8 \, m/s^2 \)).
Então, calculamos \( N \):