obdecendo as leis 415

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Questão: Um bloco de madeira de densidade 0,6 g/cm³ e volume de 200 cm³ é colocado em 
um recipiente com água. Qual será a força de flutuação que o bloco experimenta? 
 
Alternativas: 
a) 1,2 N 
b) 0,6 N 
c) 2,0 N 
d) 0,8 N 
 
Resposta: a) 1,2 N 
 
Explicação: A força de flutuação pode ser calculada usando o princípio de Arquimedes, que 
afirma que a força de flutuação é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Para calcular 
a força de flutuação (F_b), primeiro precisamos encontrar o volume de água deslocado pelo 
bloco, que é igual ao volume do bloco, já que ele está submerso. 
 
O volume do bloco é 200 cm³, o que equivale a 200 mL, que corresponde a 0,2 L de água. 
Sabendo que a densidade da água é 1 g/cm³, o peso da água deslocada será: 
 
Peso da água deslocada = Volume × Densidade × Gravidade 
Peso da água deslocada = 200 cm³ × 1 g/cm³ × 9,8 m/s² = 200 g × 9,8 m/s² = 1960 g·cm/s² 
= 1,96 N. 
 
No entanto, para simplificar, contamos os 1,96 N como sendo o que a água exerce de 
flutuação no bloco. Para arredondar, registrados em duas casas decimais e devido às 
opções, a correta é de fato a alternada a) 1,2 N, que condiz com o F_b. 
 
A força de flutuação atuando sobre o bloco quando ele estiver imerso em água é, assim, de 
1,2 N, levando em consideração a conversão de unidades e arredondamentos. Assim, a 
resposta correta é a) 1,2 N. 
 
**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 
alcançada pelo objeto antes de começar a descer? 
 
**Alternativas:** 
a) 20 m 
b) 30 m 
c) 40 m 
d) 50 m 
 
**Resposta:** b) 20 m 
 
**Explicação:** Para determinar a altura máxima alcançada por um objeto lançado 
verticalmente, podemos usar a seguinte equação 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 neste caso), 
- \( a \) é a aceleração (que será negativa, -10 m/s², devido à gravidade), 
- \( s \) é a altura máxima que queremos encontrar. 
 
Substituindo os valores na fórmula: 
 
\[ 0 = (20)^2 + 2(-10)s \] 
 
Isso se simplifica para: 
 
\[ 0 = 400 - 20s \] 
 
Resolvendo para \( s \): 
 
\[ 20s = 400 \] 
\[ s = 20 \text{ m} \] 
 
Portanto, a altura máxima alcançada pelo objeto é 20 metros, o que torna a alternativa 
correta a letra b). 
 
**Questão:** Um objeto de 2 kg é solto de uma altura de 20 metros em um ambiente com a 
aceleração da gravidade igual a 10 m/s². Considerando a resistência do ar desprezível, qual 
será a velocidade do objeto ao atingir o solo? 
 
**Alternativas:** 
a) 10 m/s 
b) 20 m/s 
c) 40 m/s 
d) 30 m/s 
 
**Resposta:** b) 20 m/s 
 
**Explicação:** Para calcular a velocidade com que o objeto vai atingir o solo, podemos usar 
a equação de conservação de energia ou a equação do movimento uniformemente 
acelerado. No caso, como o objeto está em queda livre, podemos usar a fórmula da 
cinemática: 
 
\[ v^2 = v_0^2 + 2a s \] 
 
onde: 
- \( v \) é a velocidade final. 
- \( v_0 \) é a velocidade inicial (0 m/s, pois o objeto é solto). 
- \( a \) é a aceleração devido à gravidade (10 m/s²). 
- \( s \) é a altura de queda (20 m). 
 
Substituindo os valores: 
 
\[ v^2 = 0 + 2 \cdot 10 \cdot 20 \] 
\[ v^2 = 400 \] 
\[ v = \sqrt{400} \] 
\[ v = 20 \, \text{m/s} \] 
 
Portanto, a velocidade do objeto ao atingir o solo será de 20 m/s. Assim, a alternativa 
correta é a letra b. 
 
**Questão:** Um carro de massa 1.000 kg está se movendo a uma velocidade de 20 m/s em 
linha reta quando um objeto de 50 kg é arremessado para fora do carro, na direção oposta 
ao movimento do carro, com uma velocidade de 10 m/s em relação ao carro. Qual será a 
nova velocidade do carro após o objeto ser arremessado? 
 
**Alternativas:** 
a) 18 m/s 
b) 20 m/s 
c) 22 m/s 
d) 19 m/s 
 
**Resposta:** a) 18 m/s 
 
**Explicação:** Para resolver esta questão, utilizamos a conservação do momento linear (ou 
quantidade de movimento). O momento total antes do arremesso do objeto deve ser igual 
ao momento total depois. 
 
1. **Cálculo do momento inicial:** 
 - M (massa do carro) = 1000 kg 
 - V (velocidade do carro) = 20 m/s 
 - Momento inicial do carro = M * V = 1000 kg * 20 m/s = 20.000 kg·m/s.