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Conjunto de questões e soluções de mecânica: cálculo de atrito e aceleração pela 2ª lei de Newton; lançamento vertical com cálculo da altura máxima (exemplos numéricos e alternativas); problema de MRUV sobre distância percorrida a partir de velocidade e tempo.

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Questões resolvidas

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Para calcular a aceleração do bloco, primeiro precisamos determinar a força de atrito que 
atua contra a força puxante. A força de atrito (F_atrito) é dada pela fórmula: 
 
\[ F_{atrito} = \mu \cdot N \] 
 
onde: 
- \( \mu \) é o coeficiente de atrito cinético, que é 0,3, 
- \( N \) é a força normal. Como o bloco está em uma superfície horizontal, a força normal é 
igual ao peso do bloco, que é \( N = m \cdot g = 5 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 50 
\, \text{N} \). 
 
Agora, substituímos para encontrar a força de atrito: 
 
\[ F_{atrito} = 0,3 \cdot 50 \, \text{N} = 15 \, \text{N} \] 
 
Agora, sabemos que a força resultante (F_resultante) que atua sobre o bloco é a força 
puxante menos a força de atrito: 
 
\[ F_{resultante} = F_{puxante} - F_{atrito} \] 
\[ F_{resultante} = 20 \, \text{N} - 15 \, \text{N} = 5 \, \text{N} \] 
 
Usando a segunda lei de Newton, que é dada por \( F = m \cdot a \), onde \( F \) é a força 
resultante, \( m \) é a massa e \( a \) é a aceleração, podemos resolver para a aceleração \( 
a \): 
 
\[ 5 \, \text{N} = 5 \, \text{kg} \cdot a \] 
\[ a = \frac{5 \, \text{N}}{5 \, \text{kg}} = 1 \, \text{m/s}^2 \] 
 
Parece que houve um erro no cálculo anterior; vamos corrigir isso e ver a aceleração 
correta: 
 
Agora, revisitando o vetor da segunda lei de Newton, temos: 
 
Portanto: 
\[ F_{resultante} = 20 - 15 = 5 \] 
 
A aceleração é dada por: 
 
\[ a = \frac{F_{resultante}}{m}= \frac{5}{5} = 1 \] 
 
Portanto a resposta correta da aceleração é 1 m/s². 
 
Essa questão poderia estar incorreta em entender a mecânica. Recomendo revisar o que foi 
calculado e ver a questão da forma mais adequada. 
 
Observação: A resposta correta para a aceleração acabou ficando com um erro ao interagir 
para acessar. 
 
**Questão:** Um objeto é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20 
m/s. Considerando a aceleração da gravidade como -9,8 m/s², qual será a altura máxima 
que o objeto atingirá? 
 
**Alternativas:** 
a) 20 m 
b) 40,8 m 
c) 20,4 m 
d) 30,4 m 
 
**Resposta:** b) 20,4 m 
 
**Explicação:** Para determinar a altura máxima atingida por um objeto lançado 
verticalmente, podemos usar a seguinte fórmula da cinemática: 
 
\[ v^2 = u^2 + 2a s \] 
 
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 é -9,8 m/s² em direção oposta ao movimento). 
- \( s \) é a altura máxima que queremos encontrar. 
 
Substituindo os valores na equação: 
 
\[ 0 = (20)^2 + 2(-9,8)s \] 
\[ 0 = 400 - 19,6s \] 
\[ 19,6s = 400 \] 
\[ s = \frac{400}{19,6} \] 
\[ s \approx 20,4 \, \text{m} \] 
 
Portanto, a altura máxima que o objeto atingirá é aproximadamente 20,4 metros. A 
alternativa correta é a letra b). 
 
**Questão:** Um objeto de massa 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 
será a altura máxima alcançada pelo objeto antes de iniciar a descida? 
 
**Alternativas:** 
a) 20 m 
b) 30 m 
c) 40 m 
d) 50 m 
 
**Resposta:** b) 20 m 
 
**Explicação:** Para determinar a altura máxima alcançada pelo objeto, podemos usar a 
fórmula da cinemática para o movimento vertical, onde a velocidade final (v) no ponto mais 
alto é 0 m/s (pois o objeto para por um instante antes de descer): 
 
\[ v^2 = u^2 + 2a s \] 
 
onde: 
- \( v \) = velocidade final (0 m/s), 
- \( u \) = velocidade inicial (20 m/s), 
- \( a \) = aceleração (que será negativa, pois estamos considerando a aceleração da 
gravidade que age para baixo, então \( a = -10 \, \text{m/s}^2 \)), 
- \( s \) = altura máxima que queremos encontrar. 
 
Substituindo os valores na equação: 
 
\[ 0 = (20)^2 + 2(-10)s \] 
 
\[ 0 = 400 - 20s \] 
 
\[ 20s = 400 \] 
 
\[ s = \frac{400}{20} = 20 \, \text{m} \] 
 
Portanto, a altura máxima que o objeto alcança é de 20 metros. 
 
**Questão:** Um corpo em movimento retilíneo uniformemente acelerado parte do repouso 
e atinge uma velocidade de 20 m/s em 5 segundos. Qual é a distância total percorrida pelo 
corpo nesse intervalo de tempo? 
 
**Alternativas:**

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