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\]
A desaceleração é a magnitude da aceleração, logo:
\[
\text{Desaceleração} = 4 m/s²
\]
Portanto, a alternativa correta é b) 4 m/s².
**Questão:** Uma esfera de metal de massa \( m = 2 \, \text{kg} \) cai de uma altura de \( h
= 20 \, \text{m} \). Considerando a aceleração da gravidade \( g = 9,81 \, \text{m/s}^2 \),
qual é a velocidade da esfera ao atingir o solo, desconsiderando a resistência do ar?
**Alternativas:**
a) \( 12,6 \, \text{m/s} \)
b) \( 14,0 \, \text{m/s} \)
c) \( 19,8 \, \text{m/s} \)
d) \( 20,0 \, \text{m/s} \)
**Resposta:** c) \( 19,8 \, \text{m/s} \)
**Explicação:** Para resolver esta questão, podemos usar a conservação da energia ou as
equações do movimento uniformemente acelerado. Neste caso, utilizaremos a equação que
relaciona a altura, a aceleração da gravidade e a velocidade final de um corpo em queda
livre:
\[
v^2 = u^2 + 2gh
\]
onde:
- \( v \) é a velocidade final (que queremos encontrar),
- \( u \) é a velocidade inicial (neste caso, \( u = 0 \) pois a esfera começa em repouso),
- \( g \) é a aceleração da gravidade (\( 9,81 \, \text{m/s}^2 \)),
- \( h \) é a altura (\( 20 \, \text{m} \)).
Substituindo os valores na fórmula:
\[
v^2 = 0 + 2 \cdot 9,81 \cdot 20
\]
\[
v^2 = 393,2
\]
\[
v = \sqrt{393,2} \approx 19,8 \, \text{m/s}
\]
Portanto, a velocidade da esfera ao atingir o solo é aproximadamente \( 19,8 \, \text{m/s}
\), fazendo da alternativa c) a correta.
**Questão:** Um bloco de massa 5 kg é colocado sobre uma superfície horizontal sem atrito.
Uma força constante de 20 N é aplicada horizontalmente sobre o bloco. Considerando que a
única força atuante no bloco, além da força aplicada, é a força gravitacional, qual será a
aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 1 m/s²
b) 2 m/s²
c) 3 m/s²
d) 4 m/s²
**Resposta:** b) 2 m/s²
**Explicação:** Para resolver esta questão, utilizamos a segunda lei de Newton, que afirma
que a força resultante (F) atuando sobre um objeto é igual ao produto da massa (m) do
objeto e sua aceleração (a), expressa pela fórmula:
\[ F = m \cdot a \]
Primeiro, identifique a força resultante atuando no bloco. Aqui, a única força horizontal que
atua no bloco é a força de 20 N, pois a superfície é sem atrito e não há outras forças
horizontais a considerar.
Agora, utilizando os valores dados:
- Força (F) = 20 N
- Massa (m) = 5 kg
Agora, rearranjamos a fórmula para encontrar a aceleração:
\[ a = \frac{F}{m} \]
Substituindo os valores:
\[ a = \frac{20 \, \text{N}}{5 \, \text{kg}} = 4 \, m/s^2 \]
Portanto, parece que houve um erro de digitação nos cálculos apresentados. Revisando, a
resposta correta é 4 m/s² e não 2 m/s². A resposta correta então deveria ser d) 4 m/s².
Desculpe pela confusão e obrigado por trazer isso à atenção.
**Questão:** Um bloco de massa 5 kg é solto de uma altura de 20 metros em um ambiente
onde não há resistência do ar. Considerando a aceleração da gravidade como \( g = 10 \,
\text{m/s}^2 \), qual será a velocidade do bloco quando atingir o solo?
**Alternativas:**
a) 10 m/s
b) 20 m/s
c) 40 m/s
d) 30 m/s
**Resposta:** c) 20 m/s
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos usar a conservação da energia ou as
equações de movimento uniformemente acelerado. Neste caso, utilizaremos a energia
potencial gravitacional e a energia cinética.
1. **Energia Potencial Inicial (EPI):** Quando o bloco está posicionado a uma altura \( h \),
sua energia potencial é dada por:
\[
EPI = mgh
\]
Onde \( m = 5 \, \text{kg} \), \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \), e \( h = 20 \, \text{m} \). Então:
\[
EPI = 5 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 20 \, \text{m} = 1000 \, \text{J}
\]
2. **Energia Cinética na Queda (ECK):** Quando o bloco atinge o solo, toda essa energia
potencial será convertida em energia cinética. A energia cinética é dada por:
\[
ECK = \frac{1}{2} mv^2
\]
Onde \( v \) é a velocidade do bloco ao atingir o solo.
3. **Igualando as energias:** Na queda, podemos dizer que \( EPI = ECK \):
\[