Prévia do material em texto
cinética. A energia potencial (E_p) no início, quando o objeto está a 10 metros de altura, é
dada pela fórmula:
\[ E_p = m \cdot g \cdot h \]
onde
- \( m \) é a massa do objeto (2 kg),
- \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s²),
- \( h \) é a altura (10 m).
Substituindo os valores, temos:
\[ E_p = 2 \cdot 9,81 \cdot 10 = 196,2 \, J \]
Ao atingir o solo, toda a energia potencial será convertida em energia cinética (E_c):
\[ E_c = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2 \]
onde \( v \) é a velocidade que queremos encontrar. Sendo assim, igualamos a energia
potencial à energia cinética:
\[ 196,2 = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot v^2 \]
Simplificando a equação:
\[ 196,2 = v^2 \]
Para encontrar \( v \), tiramos a raiz quadrada:
\[ v = \sqrt{196,2} \]
\[ v \approx 14 \, m/s \]
Portanto, a velocidade do objeto ao atingir o solo é de aproximadamente 14 m/s. Assim, a
alternativa correta é b) 14 m/s.
**Questão:** Um carro de massa 1000 kg está se movendo a uma velocidade de 20 m/s em
linha reta. De repente, o motorista aplica os freios e o carro desacelera uniformemente,
parando completamente em 5 segundos. Qual foi a aceleração média do carro durante esse
período?
**Alternativas:**
a) -2 m/s²
b) -4 m/s²
c) -5 m/s²
d) -6 m/s²
**Resposta:** b) -4 m/s²
**Explicação:** Para determinar a aceleração média, podemos usar a fórmula da aceleração
que é definida como a variação da velocidade (Δv) dividida pelo intervalo de tempo (Δt).
A velocidade inicial (v₀) do carro é 20 m/s e a velocidade final (v) é 0 m/s, pois o carro para
completamente. A variação da velocidade (Δv) é:
Δv = v - v₀ = 0 m/s - 20 m/s = -20 m/s.
O tempo que leva para parar (Δt) é 5 segundos. Então, a aceleração média (a) é calculada da
seguinte forma:
a = Δv / Δt = (-20 m/s) / (5 s) = -4 m/s².
O sinal negativo indica que a aceleração é uma desaceleração, ou seja, o carro está
diminuindo sua velocidade. Portanto, a resposta correta é a letra b) -4 m/s².
**Questão:** Um bloco de madeira com massa de 2 kg está situado sobre uma superfície
horizontal sem atrito. Uma força constante de 10 N é aplicada horizontalmente ao bloco.
Qual é a aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 2 m/s²
b) 3 m/s²
c) 5 m/s²
d) 10 m/s²
**Resposta:** c) 5 m/s²
**Explicação:** Para resolver essa questão, utilizamos a Segunda Lei de Newton, que afirma
que a força resultante (F) atuando sobre um corpo é igual ao produto da massa (m) do
corpo pela sua aceleração (a). Essa relação é expressa pela fórmula:
\[ F = m \cdot a \]
Nessa situação, sabemos que:
- A força aplicada (F) é de 10 N.
- A massa do bloco (m) é de 2 kg.
Substituindo os valores na fórmula, temos:
\[ 10 N = 2 kg \cdot a \]
Para encontrar a aceleração (a), fazemos:
\[ a = \frac{F}{m} = \frac{10 N}{2 kg} = 5 m/s² \]
Portanto, a aceleração do bloco é de 5 m/s². Essa é a resposta correta e corresponde à
alternativa c).
**Questão:** Um carro está se movendo a uma velocidade constante de 60 km/h em uma
estrada reta. De repente, o motorista vê um obstáculo à frente e precisa parar o carro. Se a
desaceleração média do carro é de 5 m/s², qual será a distância necessária para parar
completamente o carro?
**Alternativas:**
a) 36 metros
b) 48 metros
c) 72 metros
d) 90 metros
**Resposta:** b) 48 metros
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos usar a fórmula da cinemática que
relaciona a velocidade inicial, a velocidade final, a aceleração e a distância percorrida
durante a desaceleração:
\[
v^2 = u^2 + 2a s
\]
onde:
- \(v\) é a velocidade final (0 m/s, já que o carro vai parar),
- \(u\) é a velocidade inicial (60 km/h, que precisamos converter para m/s),
- \(a\) é a aceleração (neste caso, é uma desaceleração, então será negativa), e
- \(s\) é a distância percorrida durante a parada.
Primeiro, convertemos a velocidade inicial de km/h para m/s: