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Substituindo os valores na fórmula:
\[ E_{pg} = 10 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 5 \, \text{m} \]
\[ E_{pg} = 10 \cdot 9,8 \cdot 5 \]
\[ E_{pg} = 490 \, \text{J} \]
Portanto, a energia potencial gravitacional do corpo quando elevado a 5 metros de altura é
de 490 J.
**Questão:** Um bloco de 5 kg é puxado horizontalmente sobre uma superfície com um
coeficiente de atrito estático de 0,4. Qual é a força mínima necessária para iniciar o
movimento do bloco?
**Alternativas:**
a) 10 N
b) 20 N
c) 15 N
d) 25 N
**Resposta:** b) 20 N
**Explicação:** Para calcular a força mínima necessária para iniciar o movimento do bloco,
precisamos usar a fórmula da força de atrito estático, que é dada por:
\[ F_{atrito} = \mu_s \cdot N \]
onde \( \mu_s \) é o coeficiente de atrito estático e \( N \) é a força normal. Em superfícies
horizontais, a força normal é igual ao peso do objeto, que é calculado por:
\[ N = m \cdot g \]
onde \( m \) é a massa do bloco e \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente
9,81 m/s²). Assim, temos:
\[ N = 5 \, kg \cdot 9,81 \, m/s² = 49,05 \, N \]
Agora, substituindo na fórmula do atrito:
\[ F_{atrito} = 0,4 \cdot 49,05 \, N \]
\[ F_{atrito} = 19,62 \, N \]
Como precisamos da força mínima para iniciar o movimento, arredondando para cima, a
força necessária é aproximadamente 20 N. Portanto, a resposta correta é a) 20 N.
**Questão:** Um bloco de massa 2 kg está repousando sobre uma superfície horizontal com
coeficiente de atrito cinético de 0,3. Um fio preso ao bloco é puxado horizontalmente com
uma força de 10 N. Qual será a aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 2 m/s²
b) 1 m/s²
c) 4 m/s²
d) 0 m/s²
**Resposta:** a) 2 m/s²
**Explicação:** Para resolver essa questão, precisamos calcular a força de atrito que atua
sobre o bloco e, em seguida, aplicar a segunda lei de Newton.
1. **Cálculo da força de atrito:** A força de atrito (F_a) é dada pela fórmula:
\[
F_a = \mu \cdot N
\]
onde \(\mu\) é o coeficiente de atrito e \(N\) é a força normal. Como o bloco está em uma
superfície horizontal, a força normal (N) será igual ao peso do bloco, que é:
\[
N = m \cdot g = 2 \, kg \cdot 9,8 \, m/s² = 19,6 \, N
\]
Assim, a força de atrito:
\[
F_a = 0,3 \cdot 19,6 \, N = 5,88 \, N
\]
2. **Aplicação da segunda lei de Newton:** A força resultante (F_r) atuando no bloco pode
ser calculada subtraindo a força de atrito da força aplicada:
\[
F_r = F_aplicada - F_a = 10 \, N - 5,88 \, N = 4,12 \, N
\]
3. **Cálculo da aceleração (a):** Usando a segunda lei de Newton (\(F = m \cdot a\)),
podemos encontrar a aceleração:
\[
a = \frac{F_r}{m} = \frac{4,12 \, N}{2 \, kg} = 2,06 \, m/s²
\]
Após arredondar, a aceleração do bloco é, portanto, aproximadamente \(2 \, m/s²\).
A alternativa correta é a) 2 m/s².
**Questão:** Um carro de corrida, que estava inicialmente a uma velocidade de 30 m/s,
acelera uniformemente a 5 m/s² durante 4 segundos. Qual será a velocidade final do carro
ao final desse período?
**Alternativas:**
a) 50 m/s
b) 70 m/s
c) 60 m/s
d) 40 m/s
**Resposta:** a) 50 m/s
**Explicação:** Para determinar a velocidade final do carro, podemos usar a fórmula da
cinemática que relaciona a velocidade inicial (v₀), a aceleração (a) e o tempo (t):
\[
v = v₀ + a \cdot t
\]
Onde:
- \( v \) é a velocidade final,
- \( v₀ \) é a velocidade inicial,
- \( a \) é a aceleração,
- \( t \) é o tempo.
Substituindo os valores na fórmula:
- \( v₀ = 30 \, \text{m/s} \)
- \( a = 5 \, \text{m/s}² \)
- \( t = 4 \, \text{s} \)
Calculamos:
\[
v = 30 \, \text{m/s} + (5 \, \text{m/s}² \cdot 4 \, \text{s})