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2. Agora, utilizando a equação do movimento que relaciona velocidade inicial (v₀),
velocidade final (v), aceleração (a) e distância (s):
\[ v^2 = v_0^2 + 2a s \]
Onde:
- \( v = 0 \) (velocidade final, pois o carro irá parar)
- \( v_0 = 20 \, m/s \) (velocidade inicial)
- \( a = -4 \, m/s^2 \)
Substituindo os valores na equação:
\[ 0 = (20 \, m/s)^2 + 2 \cdot (-4 \, m/s^2) \cdot s \]
\[ 0 = 400 - 8s \]
Rearranjando para encontrar \( s \):
\[ 8s = 400 \]
\[ s = \frac{400}{8} = 50 \, m \]
Assim, a distância percorrida pelo carro até parar é de 25 metros. Portanto, a alternativa
correta é **a) 25 m**.
**Questão:** Um carro de massa 1000 kg está parado em um semáforo. Quando o sinal fica
verde, o motorista acelera o veículo, aplicando uma força de 4000 N. Qual é a aceleração do
carro, desconsiderando a resistência do ar e a fricção do solo?
**Alternativas:**
a) 2 m/s²
b) 4 m/s²
c) 5 m/s²
d) 8 m/s²
**Resposta:** b) 4 m/s²
**Explicação:** Para determinar a aceleração do carro, podemos usar a segunda lei de
Newton, que afirma que a força resultante (F) agindo sobre um objeto é igual ao produto da
massa (m) do objeto pela sua aceleração (a). Essa lei é expressa pela fórmula:
\[ F = m \cdot a \]
Onde:
- \( F \) é a força resultante (4000 N),
- \( m \) é a massa do carro (1000 kg),
- \( a \) é a aceleração que queremos determinar.
Podemos rearranjar a fórmula para encontrar a aceleração:
\[ a = \frac{F}{m} \]
Substituindo os valores dados:
\[ a = \frac{4000 \, \text{N}}{1000 \, \text{kg}} \]
\[ a = 4 \, \text{m/s}² \]
Portanto, a aceleração do carro é 4 m/s², o que corresponde à alternativa b.
**Questão:** Um bloco de madeira flutua em um lago. Se a densidade do bloco de madeira é
0,6 g/cm³ e a densidade da água é 1,0 g/cm³, qual é a fração do volume do bloco que está
submersa?
**Alternativas:**
a) 0,3
b) 0,6
c) 0,8
d) 1,0
**Resposta:** b) 0,6
**Explicação:** Para resolver essa questão, utilizamos o princípio de Arquimedes, que
afirma que um corpo flutua em um fluido quando o peso do fluido deslocado é igual ao peso
do corpo. Neste caso, como o bloco de madeira flutua, a força de empuxo que atua sobre ele
é igual ao seu peso.
A fração do volume submersa do bloco (Vs) pode ser determinada pela proporção entre a
densidade do bloco (ρ_bloc) e a densidade do fluido (ρ_agua). A fórmula para calcular a
fração do volume submerso é:
\[
\text{Fraçõesubmersa} = \frac{\text{Densidade do bloco}}{\text{Densidade da água}}
\]
Substituindo os valores:
\[
\text{Fraçõesubmersa} = \frac{0,6 \, \text{g/cm}^3}{1,0 \, \text{g/cm}^3} = 0,6
\]
Isso significa que 60% do volume do bloco de madeira está submerso na água. Portanto, a
resposta correta é a alternativa b) 0,6.
**Questão:** Um bloco de massa 5 kg é abandonado de uma altura de 20 m em um ambiente
sem resistência do ar. Qual será a velocidade do bloco ao atingir o solo?
**Alternativas:**
a) 20 m/s
b) 40 m/s
c) 14 m/s
d) 10 m/s
**Resposta:** a) 20 m/s
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos usar a lei da conservação de energia
ou a equação dos movimentos uniformemente acelerados sob a influência da gravidade.
Usando a lei da conservação de energia, a energia potencial gravitacional (Epg) do bloco no
ponto mais alto será convertida inteiramente em energia cinética (Ec) no momento em que
ele atinge o solo. A energia potencial gravitacional é dada por:
\[ E_{pg} = m \cdot g \cdot h \]
onde:
- \( m \) é a massa (5 kg),
- \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²),
- \( h \) é a altura (20 m).
Substituindo os valores:
\[ E_{pg} = 5 \cdot 9,8 \cdot 20 = 980 \text{ J} \]
A energia cinética é dada por:
\[ E_{c} = \frac{1}{2} m v^2 \]