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Explicação: Para determinar a altura máxima atingida pelo objeto, podemos usar a seguinte
equação da cinemática:
\[ v^2 = u^2 + 2a s \]
onde:
- \( v \) é a velocidade final (0 m/s no ponto mais alto),
- \( u \) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \( a \) é a aceleração (neste caso, -9,8 m/s², já que a gravidade atua contrária ao
movimento),
- \( s \) é a altura máxima que queremos encontrar.
Substituindo na fórmula:
\[ 0 = (20)^2 + 2(-9,8)s \]
\[ 0 = 400 - 19,6s \]
Rearranjando a equação para resolver para \( s \):
\[ 19,6s = 400 \]
\[ s = \frac{400}{19,6} \]
\[ s \approx 20,4 \, \text{m} \]
Portanto, a altura máxima que o objeto atinge é aproximadamente 20,4 metros.
**Questão:** Um objeto 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
objeto atingirá?
**Alternativas:**
a) 20 m
b) 30 m
c) 40 m
d) 50 m
**Resposta:** b) 20 m
**Explicação:** Para calcular a altura máxima que um objeto atinge quando lançado
verticalmente para cima, podemos usar a seguinte fórmula da cinemática:
\[
v^2 = u^2 + 2a s
\]
onde:
- \( v \) é a velocidade final (0 m/s, no ponto mais alto),
- \( u \) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \( a \) é a aceleração (que será negativa, -10 m/s², devido à gravidade),
- \( s \) é a altura máxima que queremos encontrar.
Substituindo os valores na fórmula:
\[
0 = (20)^2 + 2(-10)s
\]
Simplificando a equação:
\[
0 = 400 - 20s
\]
Isolando \( s \):
\[
20s = 400 \\
s = \frac{400}{20} \\
s = 20 \text{ m}
\]
Portanto, a altura máxima que o objeto atingirá é de 20 metros, o que corresponde à
alternativa b.
**Questão:** Um carro de 1.000 kg está se movendo a uma velocidade constante de 20 m/s
quando ele começa a frear, diminuindo sua velocidade até parar em 5 segundos. Qual é a
força média de fricção atuando sobre o carro durante esse tempo?
**Alternativas:**
a) 200 N
b) 400 N
c) 600 N
d) 800 N
**Resposta:** b) 400 N
**Explicação:** Para resolver essa questão, precisamos utilizar as leis do movimento e a
segunda lei de Newton (\(F = ma\)), onde \(F\) é a força, \(m\) é a massa e \(a\) é a
aceleração.
1. Primeiro, vamos calcular a desaceleração do carro. A velocidade inicial (\(v_i\)) é 20 m/s,
a velocidade final (\(v_f\)) é 0 m/s (pois o carro para), e o tempo (\(t\)) é 5 s.
Podemos usar a fórmula da aceleração:
\[
a = \frac{v_f - v_i}{t} = \frac{0 - 20}{5} = -4 \, \text{m/s}^2
\]
2. Agora, sabemos que a força média de fricção (\(F\)) que atua sobre o carro é:
\[
F = m \cdot a
\]
Onde:
- \(m = 1000 \, \text{kg}\)
- \(a = -4 \, \text{m/s}^2\)
Substituindo os valores:
\[
F = 1000 \cdot (-4) = -400 \, \text{N}
\]
O sinal negativo indica que a força de fricção está agindo na direção oposta ao movimento
do carro. Portanto, a magnitude da força média de fricção é 400 N.
Assim, a resposta correta é a alternativa b) 400 N.
**Questão:** Um bloco de massa \( m = 2 \, \text{kg} \) é puxado horizontalmente em uma
superfície horizontal com um coeficiente de atrito cinético de \( \mu_k = 0,3 \) por uma
força \( F \) de \( 10 \, \text{N} \). Qual é a aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) \( 1 \, \text{m/s}^2 \)
b) \( 3 \, \text{m/s}^2 \)