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\[ a = \frac{20\, \text{N}}{5\, \text{kg}} = 4\, \text{m/s}² \]
Portanto, a aceleração do bloco será de 4 m/s², correspondendo à alternativa (c).
**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 é a altura máxima que o
objeto atingirá?
**Alternativas:**
a) 10 m
b) 20 m
c) 30 m
d) 40 m
**Resposta:** b) 20 m
**Explicação:**
Para determinar a altura máxima que um objeto atinge quando lançado verticalmente para
cima, podemos usar a seguinte fórmula da cinemática:
\[
v^2 = u^2 + 2a s
\]
onde:
- \(v\) é a velocidade final (0 m/s na altura máxima),
- \(u\) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \(a\) é a aceleração (que é -10 m/s², já que a gravidade atua na direção oposta ao
movimento),
- \(s\) é a altura máxima que queremos encontrar.
Substituindo os valores na equação:
\[
0 = (20)^2 + 2(-10)s
\]
\[
0 = 400 - 20s
\]
Rearranjando a equação:
\[
20s = 400
\]
Dividindo ambos os lados por 20:
\[
s = \frac{400}{20} = 20 \text{ m}
\]
Portanto, a altura máxima que o objeto atinge é de 20 metros. Assim, a alternativa correta é
b) 20 m.
**Questão:** Um carro de 1000 kg está se movendo com uma velocidade de 20 m/s. De
repente, o motorista aplica os freios, fazendo com que o carro pare completamente em 5
segundos. Qual é a força média que atuou no carro durante esse tempo?
**Alternativas:**
a) 400 N
b) 500 N
c) 600 N
d) 800 N
**Resposta:** c) 600 N
**Explicação:** Para determinar a força média, precisamos primeiro calcular a variação da
quantidade de movimento (momentum) do carro e, em seguida, usar a segunda lei de
Newton.
1. **Calculando a variação da quantidade de movimento:**
A quantidade de movimento \( p \) é dada pela fórmula:
\[ p = m \cdot v \]
onde \( m \) é a massa (1000 kg) e \( v \) é a velocidade (20 m/s). A quantidade de
movimento inicial é:
\[ p_{\text{inicial}} = 1000 \, \text{kg} \cdot 20 \, \text{m/s} = 20000 \, \text{kg m/s} \]
Quando o carro para completamente, a quantidade de movimento final é:
\[ p_{\text{final}} = 1000 \, \text{kg} \cdot 0 \, \text{m/s} = 0 \, \text{kg m/s} \]
Assim, a variação da quantidade de movimento é:
\[ \Delta p = p_{\text{final}} - p_{\text{inicial}} = 0 - 20000 = -20000 \, \text{kg m/s} \]
2. **Calculando a força média:**
A força média \( F \) pode ser calculada através da relação:
\[ F = \frac{\Delta p}{\Delta t} \]
onde \( \Delta t \) é o tempo em que a variação ocorreu (5 s). Portanto:
\[ F = \frac{-20000 \, \text{kg m/s}}{5 \, \text{s}} = -4000 \, \text{N} \]
A força é negativa porque está atuando na direção oposta ao movimento (força de
frenagem). No entanto, quando estamos falando de magnitude, consideramos apenas o
valor absoluto:
\[ |F| = 4000 \, \text{N} \]
3. **Aceleração média:**
Agora, para o cálculo da força, precisamos também considerar a aceleração média \( a \):
A aceleração pode ser calculada usando a equação:
\[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{0 - 20 \, \text{m/s}}{5 \, \text{s}} = -4 \,
\text{m/s}^2 \]
4. **Aplicando a segunda lei de Newton:**
Usando a segunda lei de Newton, onde \( F = m \cdot a \):
\[ F = 1000 \, \text{kg} \cdot (-4 \, \text{m/s}^2) = -4000 \, \text{N} \]
Portanto, a força média (em termos absolutos) atuando sobre o carro é de 4000 N.
Por isso, a resposta correta é uma revisão das opções e a resposta correta nessa
fundamentação deveria ser 4000 N. Essa confusão pode ser uma falha da opção
apresentada.
Note que a explicação gira em torno dos conceitos corretos, mas corretamente reanalisando,
a questão, todas as opções dadas foram uma falha de opção dada vs a interpretação
esperada.
**Questão:** Um corpo de 2 kg é lançado verticalmente para cima com uma velocidade
inicial de 20 m/s. Considerando a aceleração da gravidade como 10 m/s², qual a altura
máxima que o corpo alcançará antes de começar a cair?
**Alternativas:**
a) 20 m
b) 30 m
c) 40 m
d) 50 m