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onde:
- \( m = 2 \, \text{kg} \) (massa do bloco),
- \( g = 10 \, \text{m/s}² \) (aceleração devido à gravidade),
- \( h = 10 \, \text{m} \) (altura).
Substituindo os valores:
\[ Ep = 2 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}² \times 10 \, \text{m} = 200 \, \text{J} \]
Quando o bloco atinge o solo, toda essa energia potencial se transforma em energia cinética
(Ek):
\[ Ek = \frac{1}{2} mv^2 \]
Igualamos a energia potencial à energia cinética:
\[ 200 \, \text{J} = \frac{1}{2} \times 2 \, \text{kg} \times v^2 \]
Simplificando a equação, temos:
\[ 200 = 1 \, \text{kg} \times v^2 \]
Portanto:
\[ v^2 = 200 \]
Resolvendo para \( v \):
\[ v = \sqrt{200} \]
\[ v = \sqrt{100 \times 2} \]
\[ v = 10\sqrt{2} \approx 14.14 \, \text{m/s} \]
A explicação correta, considerando as opções disponíveis, é a velocidade ao atingir o solo
que é significativamente maior, se olvidarmos que não estamos considerando a resistência
do ar que impactaria no movimento real.
Apesar do pequeno erro no enunciado da pergunta que não formulou a opção correta a
partir do cálculo, o entendimento da energia potencial convertida em cinética é
fundamental para compreender o movimento.
**Questão:** Um bloco de massa 5 kg está sobre uma superfície horizontal sem atrito. Ele é
puxado por uma força constante de 20 N. Qual será a aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 2 m/s²
b) 3 m/s²
c) 4 m/s²
d) 5 m/s²
**Resposta:** a) 4 m/s²
**Explicação:** Para calcular a aceleração do bloco, podemos usar a segunda lei de Newton,
que afirma que a força resultante (F) atuando em um objeto é igual ao produto da massa
(m) do objeto pela sua aceleração (a). A fórmula é dada por:
\[ F = m \cdot a \]
Neste caso, sabemos que a força F aplicada ao bloco é de 20 N e a massa m do bloco é de 5
kg. Podemos rearranjar a fórmula para encontrar a aceleração:
\[ a = \frac{F}{m} \]
Substituindo os valores conhecidos:
\[ a = \frac{20 \, \text{N}}{5 \, \text{kg}} \]
\[ a = 4 \, \text{m/s}^2 \]
Portanto, a aceleração do bloco é de 4 m/s². As outras alternativas não correspondem ao
cálculo correto da aceleração com base na força e na massa fornecidas.
**Questão:** Um bloco de madeira de massa 2 kg está apoiado em uma superfície horizontal
sem atrito. Uma força constante de 10 N é aplicada horizontalmente ao bloco. Qual é a
aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 1 m/s²
b) 2 m/s²
c) 5 m/s²
d) 10 m/s²
**Resposta:** b) 5 m/s²
**Explicação:** Para determinar a aceleração do bloco, podemos utilizar a segunda lei de
Newton, que afirma que a força resultante (F) agindo sobre um corpo é igual ao produto de
sua massa (m) e a aceleração (a) que o corpo adquire. A equação é dada por:
\[ F = m \cdot a \]
Neste caso, sabemos que a força aplicada ao bloco (F) é 10 N e a massa (m) do bloco é 2 kg.
Podemos reorganizar a equação para encontrar a aceleração:
\[ a = \frac{F}{m} \]
Substituindo os valores conhecidos:
\[ a = \frac{10 \, \text{N}}{2 \, \text{kg}} = 5 \, \text{m/s}² \]
Portanto, a aceleração do bloco é 5 m/s², que corresponde à alternativa b).
**Questão:** Um corpo é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20
m/s. Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s² e desconsiderando a resistência
do ar, qual a altura máxima que o corpo atingirá?
**Alternativas:**
a) 20 m
b) 30 m
c) 40 m
d) 50 m
**Resposta:** b) 20 m
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos utilizar a fórmula da altura máxima de
um corpo projetado verticalmente para cima, que é dada por:
\[ h = \frac{v^2}{2g} \]
onde:
- \( h \) é a altura máxima,
- \( v \) é a velocidade inicial,
- \( g \) é a aceleração da gravidade.
Substituindo os valores dados: