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Calculando \( E_p \):
\[ E_p = 2 \cdot 9,8 \cdot 10 = 196 \, \text{J} \]
Ao atingir o solo, toda essa energia potencial se transforma em energia cinética (E_c), que é
dada por:
\[ E_c = \frac{1}{2} m v^2 \]
onde \( v \) é a velocidade do bloco ao atingir o solo. Igualando as duas energias, temos:
\[ 196 = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot v^2 \]
Simplificando:
\[ 196 = v^2 \]
\[ v^2 = 196 \]
\[ v = \sqrt{196} \]
\[ v = 14 \, \text{m/s} \]
Portanto, a velocidade do bloco ao atingir o solo é de 14 m/s. A alternativa correta é a) 14
m/s.
**Questão:** Um bloco de massa \( m = 2 \, \text{kg} \) é colocado sobre uma superfície
horizontal e está sujeito a uma força constante \( F = 10 \, \text{N} \). Se o coeficiente de
atrito cinético entre o bloco e a superfície é \( \mu_k = 0,1 \), qual será a aceleração do
bloco?
**Alternativas:**
a) \( 1 \, \text{m/s}^2 \)
b) \( 4 \, \text{m/s}^2 \)
c) \( 3 \, \text{m/s}^2 \)
d) \( 2 \, \text{m/s}^2 \)
**Resposta:** b) \( 4 \, \text{m/s}^2 \)
**Explicação:**
Para determinar a aceleração do bloco, precisamos considerar as forças que atuam sobre
ele.
1. **Força Normal (\( N \))**: Em um plano horizontal, a força normal é igual ao peso do
bloco, que pode ser calculada pela fórmula:
\[
N = m \cdot g
\]
onde \( g \approx 9,8 \, \text{m/s}^2 \). Portanto:
\[
N = 2 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 = 19,6 \, \text{N}
\]
2. **Força de Atrito (\( F_a \))**: A força de atrito que age contra o movimento do bloco é
dada por:
\[
F_a = \mu_k \cdot N
\]
Substituindo os valores:
\[
F_a = 0,1 \cdot 19,6 \, \text{N} = 1,96 \, \text{N}
\]
3. **Força Resultante (\( F_{res} \))**: A força resultante que provoca a aceleração do bloco
é a força aplicada menos a força de atrito:
\[
F_{res} = F - F_a = 10 \, \text{N} - 1,96 \, \text{N} = 8,04 \, \text{N}
\]
4. **Aceleração (\( a \))**: Utilizando a segunda lei de Newton (\( F = m \cdot a \)),
podemos encontrar a aceleração do bloco:
\[
F_{res} = m \cdot a
\]
\[
8,04 \, \text{N} = 2 \, \text{kg} \cdot a
\]
\[
a = \frac{8,04 \, \text{N}}{2 \, \text{kg}} = 4,02 \, \text{m/s}^2 \approx 4 \, \text{m/s}^2
\]
Portanto, a aceleração do bloco é aproximadamente \( 4 \, \text{m/s}^2 \), sendo a
alternativa correta a letra **b**.
**Questão:** Um corpo 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 que o
corpo alcançará?
**Alternativas:**
a) 10 m
b) 20 m
c) 30 m
d) 40 m
**Resposta:** c) 20 m
**Explicação:** Para calcular a altura máxima que o corpo alcançará, podemos usar a
fórmula da cinemática que relaciona a velocidade final, a velocidade inicial, a aceleração e a
distância percorrida. A fórmula é:
\[ v^2 = v_0^2 + 2a s \]
Onde:
- \( v \) é a velocidade final (0 m/s na altura máxima),
- \( v_0 \) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \( a \) é a aceleração (no caso da gravidade, -10 m/s², já que atua para baixo),
- \( s \) é a altura máxima.
Substituindo na fórmula:
\[ 0 = (20)^2 + 2(-10)s \]
\[ 0 = 400 - 20s \]
\[ 20s = 400 \]
\[ s = \frac{400}{20} \]
\[ s = 20 \, m \]
Portanto, a altura máxima que o corpo alcançará é de 20 metros.
**Questão:** Um bloco de massa 2 kg está sendo puxado horizontalmente por uma força
constante de 10 N. 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) 1 m/s²
b) 2 m/s²
c) 3 m/s²