captiulos de fisica CXIV

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\[ 
s = \frac{400}{19,62} \approx 20,39 \text{ m} 
\] 
 
Portanto, a altura máxima, desprezando a resistência do ar, que a esfera atinge é de 
aproximadamente 20,39 m. No entanto, arredondando para as opções dadas, a resposta 
correta mais próxima é **20 m** (alternativa b). 
 
**Questão:** Um bloco de madeira flutua em água com uma parte de seu volume submersa. 
Se a densidade da 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) 0,6 
b) 0,4 
c) 1,0 
d) 0,5 
 
**Resposta:** a) 0,6 
 
**Explicação:** Para um objeto flutuar em um líquido, a força de empuxo que o líquido 
exerce sobre o objeto deve ser igual ao peso do objeto. 
 
De acordo com o princípio de Arquimedes, a força de empuxo (E) é dada pelo volume 
submerso (V_submerso) multiplicado pela densidade do líquido (ρ_água) e pela aceleração 
da gravidade (g): 
 
\[ E = V_{submerso} \cdot \rho_{água} \cdot g \] 
 
O peso do bloco (P) é dado pelo volume total (V_total) do bloco multiplicado pela densidade 
da madeira (ρ_madeira) e também pela aceleração da gravidade: 
 
\[ P = V_{total} \cdot \rho_{madeira} \cdot g \] 
 
Para que o bloco flutue, temos que: 
 
\[ E = P \] 
 
Substituindo as expressões: 
 
\[ V_{submerso} \cdot \rho_{água} \cdot g = V_{total} \cdot \rho_{madeira} \cdot g \] 
 
Podemos cancelar g e reorganizar a equação para encontrar a fração do volume submerso: 
 
\[ V_{submerso} \cdot \rho_{água} = V_{total} \cdot \rho_{madeira} \] 
 
Dessa forma, isolando a fração \( \frac{V_{submerso}}{V_{total}} \): 
 
\[ \frac{V_{submerso}}{V_{total}} = \frac{\rho_{madeira}}{\rho_{água}} \] 
 
Substituindo os valores: 
 
\[ \frac{V_{submerso}}{V_{total}} = \frac{0,6 \, \text{g/cm}^3}{1,0 \, \text{g/cm}^3} = 0,6 
\] 
 
Portanto, a fração do volume do bloco que está submersa é 0,6, o que corresponde à 
alternativa a). 
 
**Questão:** Um carro está se movendo em linha reta com uma velocidade constante de 20 
m/s. De repente, o motorista decide aumentar a velocidade, acelerando a 2 m/s². Qual será 
a velocidade do carro após 5 segundos? 
 
**Alternativas:** 
a) 20 m/s 
b) 30 m/s 
c) 40 m/s 
d) 10 m/s 
 
**Resposta:** b) 30 m/s 
 
**Explicação:** Para resolver a questão, utilizamos a fórmula da cinemática que relaciona a 
velocidade final (v), a velocidade inicial (v₀), a aceleração (a) e o tempo (t): 
 
\[ v = v₀ + a \cdot t \] 
 
Onde: 
- \( v₀ \) = 20 m/s (velocidade inicial) 
- \( a \) = 2 m/s² (aceleração) 
- \( t \) = 5 s (tempo) 
 
Substituindo os valores na fórmula, temos: 
 
\[ v = 20 \, \text{m/s} + (2 \, \text{m/s²}) \cdot (5 \, \text{s}) \] 
\[ v = 20 \, \text{m/s} + 10 \, \text{m/s} \] 
\[ v = 30 \, \text{m/s} \] 
 
Portanto, a velocidade do carro após 5 segundos será de 30 m/s, que corresponde à 
alternativa b. 
 
**Questão:** Um carro de massa 1000 kg está se movendo a uma velocidade constante de 
20 m/s em uma estrada plana. Repentinamente, ele é submetido a uma força de atrito de 
400 N que atua na direção oposta ao movimento. Qual será a desaceleração do carro? 
 
**Alternativas:** 
a) 0,2 m/s² 
b) 0,4 m/s² 
c) 0,8 m/s² 
d) 1,0 m/s² 
 
**Resposta:** b) 0,4 m/s² 
 
**Explicação:** Para determinar a desaceleração do carro, devemos usar a segunda lei de 
Newton, que estabelece que a força resultante (F) é igual ao produto da massa (m) pela 
aceleração (a): \( F = m \cdot a \). 
 
Nesse caso, a força de atrito é a única força que atua na direção oposta ao movimento e é a 
responsável pela desaceleração do carro. Portanto, temos: 
 
\[ 
F = -400 \, \text{N} \quad \text{(a força é negativa porque atua contrária ao movimento)} 
\] 
 
A massa do carro é: 
 
\[ 
m = 1000 \, \text{kg} 
\] 
 
Substituindo os valores na equação de Newton, temos: 
 
\[ 
-400 \, \text{N} = 1000 \, \text{kg} \cdot a 
\] 
 
Isolando a aceleração (a), encontramos: