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A energia potencial gravitacional (E_p) é dada pela fórmula:
\[ E_p = mgh \]
onde:
- \( m \) é a massa do bloco (2 kg),
- \( g \) é a aceleração da gravidade (10 m/s²),
- \( h \) é a altura (10 m).
Substituindo os valores:
\[ E_p = 2 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 10 \, \text{m} = 200 \, \text{J} \]
Quando o bloco atinge o solo, toda a energia potencial é convertida em energia cinética
(E_c), ignorando a resistência do ar. Portanto, a energia cinética ao atingir o solo é igual à
energia potencial inicial:
\[ E_c = E_p = 200 \, \text{J} \]
Assim que o bloco atinge o solo, ele não possui mais energia potencial, mas sim toda sua
energia foi convertida em energia cinética. Portanto, a resposta correta é 200 J, mas a
alternativa correta foi escrita como 100 J. Parece que houve um erro nas alternativas. A
correta expressão na questão deveria ser:
**Alternativas:**
a) 200 J
b) 100 J
c) 50 J
d) 0 J
Dessa forma, a resposta correta continua sendo a) 200 J e a explicação continua válida.
**Questão:** Um carro acelera uniformemente a partir do repouso e atinge uma velocidade
de 20 m/s em 5 segundos. Qual é a distância total percorrida pelo carro durante esse
intervalo de tempo?
**Alternativas:**
a) 40 m
b) 50 m
c) 100 m
d) 200 m
**Resposta:** b) 50 m
**Explicação:** Para resolver a questão, vamos utilizar a fórmula da distância percorrida em
um movimento uniformemente acelerado, que é dada por:
\[ d = v_i t + \frac{1}{2} a t^2 \]
onde:
- \( d \) é a distância percorrida,
- \( v_i \) é a velocidade inicial (que é 0 m/s, uma vez que o carro parte do repouso),
- \( t \) é o tempo (5 segundos),
- \( a \) é a aceleração.
Primeiro, temos que calcular a aceleração (a) usando a fórmula:
\[ a = \frac{{v_f - v_i}}{{t}} \]
onde:
- \( v_f \) é a velocidade final (20 m/s),
- \( v_i \) é a velocidade inicial (0 m/s),
- \( t \) é o tempo (5 s).
Substituindo os valores, temos:
\[ a = \frac{{20 \, \text{m/s} - 0 \, \text{m/s}}}{5 \, \text{s}} = 4 \, \text{m/s}^2 \]
Agora, substituímos na fórmula da distância:
\[ d = 0 \times 5 + \frac{1}{2} \times 4 \, \text{m/s}^2 \times (5 \, \text{s})^2 \]
Isso simplifica para:
\[ d = 0 + \frac{1}{2} \times 4 \times 25 \]
\[ d = \frac{100}{2} = 50 \, \text{m} \]
Portanto, a distância total percorrida pelo carro é de 50 metros. A alternativa correta é (b)
50 m.
**Questão:** Um objeto de 2 kg é colocado em uma superfície horizontal sem atrito e é
puxado por uma força constante de 10 N. Qual será a aceleração do objeto?
**Alternativas:**
a) 2 m/s²
b) 5 m/s²
c) 10 m/s²
d) 20 m/s²
**Resposta:** b) 5 m/s²
**Explicação:** Para encontrar a aceleração do objeto, podemos usar a segunda lei de
Newton, que é dada pela fórmula:
\[ F = m \cdot a \]
onde:
- \( F \) é a força resultante (em Newtons),
- \( m \) é a massa do objeto (em quilogramas),
- \( a \) é a aceleração (em metros por segundo ao quadrado).
A força aplicada ao objeto é de 10 N e a massa do objeto é de 2 kg. Substituindo os valores
na equação, temos:
\[ 10 \, \text{N} = 2 \, \text{kg} \cdot a \]
Para encontrar a aceleração \( a \), podemos rearranjar a equação:
\[ a = \frac{F}{m} = \frac{10 \, \text{N}}{2 \, \text{kg}} = 5 \, \text{m/s}^2 \]
Portanto, a aceleração do objeto será de 5 m/s². A alternativa correta é b) 5 m/s².
**Questão:** Um bloco de massa \(m = 5 \, \text{kg}\) está em repouso sobre uma
superfície horizontal sem atrito. Um impulso de \(I = 20 \, \text{Ns}\) é aplicado no bloco
na direção do movimento. Qual será a velocidade final do bloco após a aplicação do
impulso?
**Alternativas:**
a) \(2 \, \text{m/s}\)
b) \(4 \, \text{m/s}\)
c) \(5 \, \text{m/s}\)
d) \(10 \, \text{m/s}\)
**Resposta:** a) \(4 \, \text{m/s}\)
**Explicação:** O impulso é a variação da quantidade de movimento (momento linear) de
um corpo e pode ser calculado pela fórmula: