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**Resposta:** b) \(29,4 \, \text{m/s}\)
**Explicação:**
Para calcular a velocidade final de um objeto em queda livre, utilizamos a fórmula da
cinemática:
\[
v_f = v_i + a \cdot t
\]
Onde:
- \(v_f\) é a velocidade final,
- \(v_i\) é a velocidade inicial (que, neste caso, é \(0 \, \text{m/s}\), já que o objeto começa
a cair do repouso),
- \(a\) é a aceleração (neste caso, a aceleração da gravidade, que é \(9,8 \, \text{m/s}^2\)),
- \(t\) é o tempo de queda (dado como 3 segundos).
Substituindo os valores na fórmula:
\[
v_f = 0 + 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 3 \, \text{s}
\]
\[
v_f = 29,4 \, \text{m/s}
\]
Portanto, a resposta correta é a letra b) \(29,4 \, \text{m/s}\).
**Questão:** Um bloco de massa 2 kg é puxado por uma força horizontal de 10 N em uma
superfície sem atrito. Qual será a aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 2 m/s²
b) 5 m/s²
c) 10 m/s²
d) 20 m/s²
**Resposta:** b) 5 m/s²
**Explicação:** Para determinar a aceleração do bloco, podemos usar a segunda lei de
Newton, que é expressa pela fórmula:
\[ F = m \cdot a \]
onde:
- \( F \) é a força total aplicada (10 N),
- \( m \) é a massa do bloco (2 kg),
- \( a \) é a aceleração.
Rearranjando a fórmula para encontrar a aceleração, temos:
\[ a = \frac{F}{m} \]
Substituindo os valores conhecidos:
\[ a = \frac{10 \, N}{2 \, kg} = 5 \, m/s² \]
Portanto, a aceleração do bloco é de 5 m/s². Assim, a alternativa correta é b) 5 m/s².
**Questão:** Um corpo de massa 5 kg é solto de uma altura de 20 m. Considerando a
aceleração da gravidade como 10 m/s², qual será a velocidade do corpo no momento em
que atingir o chão?
**Alternativas:**
a) 10 m/s
b) 20 m/s
c) 14 m/s
d) 40 m/s
**Resposta:** b) 20 m/s
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos utilizar a equação da conservação de
energia ou a equação de movimento uniformemente acelerado. Neste caso, é mais simples
usar a primeira opção.
A energia potencial (Ep) do corpo no ponto mais alto é dada por:
\[ \text{Ep} = m \cdot g \cdot h \]
Onde:
- \( m = 5 \, kg \) (massa do corpo),
- \( g = 10 \, m/s² \) (aceleração da gravidade),
- \( h = 20 \, m \) (altura).
Calculando a energia potencial:
\[ \text{Ep} = 5 \cdot 10 \cdot 20 = 1000 \, J \]
Quando o corpo cai e atinge o chão, toda essa energia potencial se transforma em energia
cinética (Ec):
\[ \text{Ec} = \frac{1}{2} m v^2 \]
Onde \( v \) é a velocidade no momento de impacto. Como a energia se preserva
(desconsiderando a resistência do ar), temos:
\[ \text{Ep} = \text{Ec} \]
Portanto:
\[ 1000 \, J = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot v^2 \]
Isolando \( v^2 \):
\[ 1000 = \frac{5}{2} v^2 \]
Multiplicando ambos os lados por 2:
\[ 2000 = 5 v^2 \]
Dividindo por 5:
\[ 400 = v^2 \]
Por fim, tirando a raiz quadrada:
\[ v = \sqrt{400} = 20 \, m/s \]
Assim, a velocidade do corpo ao atingir o chão é de 20 m/s, que corresponde à alternativa b.
**Questão:** Um corpo é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20
m/s. Desconsiderando a resistência do ar, qual será a altura máxima que o corpo alcançará?
**Alternativas:**
a) 10 m