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Portanto, a altura máxima alcançada pela bola de tênis é de 20 metros.
**Questão:** Um bloco de madeira de massa 2 kg está em repouso sobre uma superfície
horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície é de 0,4. Qual é a
máxima força horizontal que pode ser aplicada ao bloco antes que ele comece a se mover?
**Alternativas:**
a) 4 N
b) 8 N
c) 10 N
d) 12 N
**Resposta:** b) 8 N
**Explicação:** Para calcular a máxima força que pode ser aplicada ao bloco antes que ele
comece a se mover, precisamos utilizar a fórmula da força de atrito estático máxima, que é
dada por:
\[ F_{atrito} = \mu_s \cdot N \]
onde \( \mu_s \) é o coeficiente de atrito estático e \( N \) é a força normal. Em uma
superfície horizontal, a força normal \( N \) é igual ao peso do bloco, que pode ser calculado
pela fórmula:
\[ N = m \cdot g \]
onde:
- \( m = 2 \, kg \) (massa do bloco)
- \( g = 9,81 \, m/s^2 \) (aceleração da gravidade)
Calculando a força normal:
\[ N = 2 \, kg \cdot 9,81 \, m/s^2 = 19,62 \, N \]
Agora, substituímos esse valor na fórmula da força de atrito estático máxima:
\[ F_{atrito} = 0,4 \cdot 19,62 \, N = 7,848 \, N \]
Arredondando, temos aproximadamente 8 N. Portanto, a máxima força horizontal que pode
ser aplicada ao bloco antes que ele comece a se mover é de 8 N, que corresponde à
alternativa b).
**Questão:** Um bloco de madeira flutua na água. Qual das afirmativas abaixo melhor
descreve a relação entre as forças atuando sobre o bloco em equilíbrio?
Alternativas:
a) A força de empuxo é maior que o peso do bloco.
b) O peso do bloco é maior que a força de empuxo.
c) A força de empuxo é igual ao peso do bloco.
d) A força de empuxo é igual ao volume de água desplazada pelo bloco.
**Resposta:** c) A força de empuxo é igual ao peso do bloco.
**Explicação:** Quando um objeto flutua em um fluido, como a água, ele está em equilíbrio,
o que significa que as forças que atuam sobre ele estão balanceadas. Neste caso específico, a
força de empuxo (que age para cima) é gerada pela pressão do fluido em torno do bloco e é
igual ao peso do bloco (que age para baixo). Este princípio é descrito pelo Teorema de
Arquimedes, que afirma que um corpo submerso em um fluido sofre uma força de empuxo
que é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Portanto, para que o bloco flutue, a força
de empuxo precisa ser igual ao peso do bloco, o que corresponde à alternativa c). Nosso
entendimento dessa relação é fundamental para a explicação dos fenômenos de flutuação e
navegação em fluidos.
**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 atingirá?
**Alternativas:**
a) 10 m
b) 20 m
c) 30 m
d) 40 m
**Resposta:** b) 20 m
**Explicação:** Para resolver essa questão, podemos usar a fórmula que relaciona a altura
máxima (h) com a velocidade inicial (v₀) e a aceleração da gravidade (g):
\[ h = \frac{v₀^2}{2g} \]
Substituindo os valores dados na questão:
- \( v₀ = 20 \, \text{m/s} \)
- \( g = 10 \, \text{m/s}² \)
Calculamos a altura máxima:
\[ h = \frac{20^2}{2 \times 10} \]
\[ h = \frac{400}{20} \]
\[ h = 20 \, \text{m} \]
Portanto, a altura máxima que o corpo atingirá é de 20 metros, o que corresponde à
alternativa b).
Questão: Um carro se desloca em linha reta com uma velocidade constante de 20 m/s. Após
5 segundos, um motorista decide aumentar a velocidade, acelerando a 2 m/s². Qual será a
velocidade do carro após 10 segundos do início do movimento?
Alternativas:
a) 20 m/s
b) 30 m/s
c) 40 m/s
d) 50 m/s
Resposta: c) 40 m/s
Explicação: O carro inicialmente se desloca com uma velocidade constante de 20 m/s por 5
segundos. Durante este período, a velocidade permanece a mesma. Após esses 5 segundos, o
carro começa a acelerar a 2 m/s². Para entender a nova velocidade após a aceleração,
primeiro calculamos quanto tempo ele ainda acelera, que é 5 segundos (10 segundos totais -
5 segundos já passados).
A fórmula para calcular a velocidade final (v_f) sob aceleração constante é:
\[ v_f = v_i + a \cdot t \]
onde:
- \( v_i \) = velocidade inicial (que é 20 m/s após 5 segundos),
- \( a \) = aceleração (2 m/s²),
- \( t \) = tempo de aceleração (que é 5 segundos).
Substituindo os valores:
\[ v_f = 20 \, \text{m/s} + 2 \, \text{m/s}^2 \cdot 5 \, \text{s} \]
\[ v_f = 20 \, \text{m/s} + 10 \, \text{m/s} \]