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**Explicação:** Para resolver a questão, podemos usar a conservação da energia mecânica
ou a equação do movimento para um corpo em queda livre. Vamos aplicar a fórmula da
energia potencial na altura inicial e igualá-la à energia cinética no momento em que o corpo
atinge o solo.
A energia potencial (EP) no ponto mais alto (20 metros) é dada por:
\[ EP = m \cdot g \cdot h \]
onde:
- \( m = 5 \, \text{kg} \) (massa do corpo),
- \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) (aceleração da gravidade),
- \( h = 20 \, \text{m} \) (altura).
Calculando:
\[ EP = 5 \cdot 10 \cdot 20 = 1000 \, \text{J} \]
A energia cinética (EC) ao atingir o solo é dada por:
\[ EC = \frac{1}{2} m v^2 \]
Onde \( v \) é a velocidade ao atingir o solo. Igualando a energia potencial à energia
cinética:
\[ 1000 = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot v^2 \]
Resolvendo para \( v^2 \):
\[ 1000 = \frac{5}{2} v^2 \]
Multiplicamos ambos os lados por 2:
\[ 2000 = 5 v^2 \]
Dividimos ambos os lados por 5:
\[ v^2 = 400 \]
Por fim, tiramos a raiz quadrada:
\[ v = \sqrt{400} = 20 \, \text{m/s} \]
Portanto, a velocidade do corpo ao atingir o solo será 20 m/s, sendo a alternativa correta a
letra a).
**Questão:** Um bloco de madeira de 2 kg é colocado em uma superfície horizontal e recebe
uma força de 10 N. Considerando o coeficiente de atrito estático entre a madeira e a
superfície como sendo 0,4, determine se o bloco se moverá ou não.
**Alternativas:**
a) O bloco se moverá, pois a força aplicada é maior que a força de atrito.
b) O bloco não se moverá, pois a força de atrito é maior que a força aplicada.
c) O bloco se moverá, pois a força de atrito é igual à força aplicada.
d) O bloco não se moverá, pois não há força de atrito agindo sobre ele.
**Resposta:** a) O bloco se moverá, pois a força aplicada é maior que a força de atrito.
**Explicação:** Para determinar se o bloco se moverá ou não, precisamos calcular a força de
atrito estático máxima que atua no bloco. A força de atrito estático máxima (F_atrito_max)
pode ser calculada pela fórmula:
\[ F_{atrito\_max} = \mu_s \cdot N \]
onde \( \mu_s \) é o coeficiente de atrito estático (0,4) e \( N \) é a força normal. Em um
plano horizontal, a força normal é igual ao peso do bloco, que pode ser calculado pela
fórmula:
\[ N = m \cdot g \]
onde \( m \) é a massa (2 kg) e \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81
m/s²). Portanto,
\[ N = 2 \, \text{kg} \cdot 9,81 \, \text{m/s}^2 = 19,62 \, \text{N} \]
Agora, podemos calcular a força de atrito máxima:
\[ F_{atrito\_max} = 0,4 \cdot 19,62 \, \text{N} = 7,848 \, \text{N} \]
A força aplicada (10 N) é maior do que a força de atrito máxima (7,848 N). Portanto, o bloco
irá se mover, já que a força que tenta mover o bloco supera a resistência do atrito. Assim, a
alternativa correta é a) O bloco se moverá, pois a força aplicada é maior que a força de
atrito.
**Questão:** Um carro de 1200 kg está viajando a uma velocidade constante de 20 m/s ao
longo de uma estrada reta e horizontal. Qual é a força resultante atuando sobre o carro?
Alternativas:
a) 600 N
b) 2400 N
c) 0 N
d) 240 N
**Resposta:** c) 0 N
**Explicação:** A força resultante atuando sobre um objeto em movimento pode ser
determinada pela segunda lei de Newton, que afirma que a força resultante (F) é igual à
massa (m) multiplicada pela aceleração (a): \( F = m \cdot a \). No entanto, a questão
afirma que o carro está viajando a uma velocidade constante. Isso implica que não há
aceleração, pois a velocidade constante significa que a velocidade não está mudando ao
longo do tempo (a aceleração é zero: \( a = 0 \)).
Substituindo na equação, temos:
\[ F = 1200 \, \text{kg} \cdot 0 \, \text{m/s}^2 = 0 \, \text{N} \]
Portanto, a força resultante atuando sobre o carro é 0 N, o que corresponde à opção c. Esse
resultado está de acordo com o princípio da inércia, que afirma que um objeto em repouso
ou em movimento retilíneo uniforme continuará nesse estado até que uma força externa
não equilibrada atue sobre ele. Neste caso, todas as forças (como resistência do ar e atrito)
estão equilibradas, resultando em uma força líquida de 0 N.
Questão: Um bloco de massa m = 5 kg é colocado em uma superfície horizontal e está sujeito
a uma força constante de 20 N atuando para a direita. Considerando que o coeficiente de
atrito cinético entre o bloco e a superfície é de 0,2, qual será a aceleração do bloco?
Alternativas:
a) 2 m/s²
b) 3 m/s²
c) 4 m/s²
d) 5 m/s²
Resposta: b) 3 m/s²
Explicação: Para calcular a aceleração do bloco, primeiro precisamos encontrar a força de
atrito que atua contra o movimento do bloco. A força normal (N) em uma superfície