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verticalmente, podemos usar a fórmula da energia potencial gravitacional ou a formulação
das equações do movimento uniformemente acelerado. Neste caso, utilizamos a segunda:
\[
v^2 = u^2 + 2as
\]
onde:
- \( v \) é a velocidade final (0 m/s no ponto mais alto),
- \( u \) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \( a \) é a aceleração (que, neste caso, é -g = -9.8 m/s², pois a gravidade atua para baixo),
- \( s \) é a altura máxima (o que queremos encontrar).
Substituindo os valores na equação:
\[
0 = (20)^2 + 2(-9.8)s
\]
Resolvendo a equação:
\[
0 = 400 - 19.6s
\]
\[
19.6s = 400
\]
\[
s = \frac{400}{19.6} \approx 20.41 \, \text{m}
\]
Arredondando, a altura máxima é aproximadamente 20 m. Portanto, a resposta correta é a
alternativa b) 20 m.
**Questão:** Um objeto em queda livre é solto de uma altura de 80 metros.
Desconsiderando a resistência do ar, quanto tempo levará para atingir o solo? (Considere a
aceleração da gravidade como 10 m/s²)
**Alternativas:**
a) 2 segundos
b) 4 segundos
c) 8 segundos
d) 16 segundos
**Resposta:** b) 4 segundos
**Explicação:** Para resolver essa questão, utilizamos a fórmula do movimento
uniformemente acelerado:
\[
s = s_0 + v_0 t + \frac{1}{2} a t^2
\]
Onde:
- \( s \) é a posição final (0 metros, quando o objeto atinge o chão),
- \( s_0 \) é a altura inicial (80 metros),
- \( v_0 \) é a velocidade inicial (0 m/s, pois o objeto é solto),
- \( a \) é a aceleração (10 m/s² para a gravidade),
- \( t \) é o tempo em segundos.
Sabemos que o objeto começa a partir do repouso, então podemos simplificar a equação:
\[
0 = 80 + 0 \cdot t - \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot t^2
\]
Rearranjando os termos:
\[
0 = 80 - 5t^2
\]
\[
5t^2 = 80
\]
\[
t^2 = \frac{80}{5}
\]
\[
t^2 = 16
\]
\[
t = \sqrt{16}
\]
\[
t = 4 \text{ segundos}
\]
Portanto, o objeto levará 4 segundos para atingir o solo, que é a resposta correta.
**Questão:** Um objeto de 2 kg é lançado verticalmente para cima com uma velocidade
inicial de 20 m/s. Qual será a altura máxima que o objeto alcançará? (Considere a aceleração
da gravidade como \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \))
**Alternativas:**
a) 20 m
b) 40 m
c) 30 m
d) 10 m
**Resposta:** b) 20 m
**Explicação:** Para determinar a altura máxima que o objeto alcançará, podemos usar a
equação de movimento para um objeto em queda livre. A altura máxima (\( h \)) pode ser
calculada pela fórmula:
\[
h = \frac{v^2}{2g}
\]
onde:
- \( v \) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \( g \) é a aceleração da gravidade (10 m/s²).
Substituindo os valores na fórmula:
\[
h = \frac{(20 \, \text{m/s})^2}{2 \times 10 \, \text{m/s}^2} = \frac{400 \,
\text{m}^2/\text{s}^2}{20 \, \text{m/s}^2} = 20 \, \text{m}
\]
Portanto, a altura máxima alcançada pelo objeto é de 20 m.
**Questão:** Um bloco de madeira de 5 kg é colocado em uma superfície horizontal e é
puxado por uma força constante de 30 N. Sabendo que o coeficiente de atrito entre a
madeira e a superfície é de 0,1, qual será a aceleração do bloco, desconsiderando a
resistência do ar?
**Alternativas:**
a) 2 m/s²
b) 3 m/s²
c) 4 m/s²