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Substituindo os valores:
\[ Epg = 2 \, kg \cdot 9,8 \, m/s² \cdot 10 \, m = 196 \, J \]
No momento em que o bloco atinge o solo, toda a energia potencial se transforma em
energia cinética, que é dada por:
\[ Ec = \frac{1}{2} m v^2 \]
onde \( v \) é a velocidade que queremos encontrar.
Igualamos a energia potencial à energia cinética:
\[ m \cdot g \cdot h = \frac{1}{2} m v^2 \]
Podemos simplificar a equação, dividindo ambos os lados por \( m \) (desde que \( m \)
não seja zero):
\[ g \cdot h = \frac{1}{2} v^2 \]
Substituímos os valores de \( g \) e \( h \):
\[ 9,8 \, m/s² \cdot 10 \, m = \frac{1}{2} v^2 \]
\[ 98 \, m²/s² = \frac{1}{2} v^2 \]
Multiplicando ambos os lados por 2:
\[ 196 \, m²/s² = v^2 \]
Agora, tiramos a raiz quadrada para encontrar \( v \):
\[ v = \sqrt{196 \, m²/s²} = 14 \, m/s \]
Portanto, a velocidade do bloco ao atingir o solo é de 14 m/s.
**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 será a altura máxima
atingida pelo corpo?
**Alternativas:**
a) 20 m
b) 40 m
c) 30 m
d) 10 m
**Resposta:** b) 20 m
**Explicação:** Para calcular a altura máxima atingida por um objeto lançado verticalmente,
podemos usar a seguinte fórmula derivada das equações de movimento uniformemente
acelerado:
\[
v^2 = u^2 + 2a s
\]
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 (-10 m/s², já que a gravidade atua contra o movimento),
- \( s \) é a altura máxima que queremos calcular.
Substituindo os valores na equação:
\[
0 = (20)^2 + 2 \times (-10) \times s
\]
Isso simplifica para:
\[
0 = 400 - 20s
\]
Rearranjando a equação, temos:
\[
20s = 400 \\
s = \frac{400}{20} \\
s = 20 \text{ m}
\]
Portanto, a altura máxima que o corpo atinge é de 20 metros. A alternativa correta é a letra
b) 20 m.
**Questão:** Um bloco de madeira flutua na água. Se o bloco tem uma densidade de 0,6
g/cm³ e a densidade da água é de 1,0 g/cm³, qual a fração do volume do bloco que está
submersa quando o bloco atinge o equilíbrio na água?
**Alternativas:**
a) 0,6
b) 0,4
c) 1,0
d) 0,5
**Resposta:** a) 0,6
**Explicação:**
Quando um objeto flutua em um fluido, a força de empuxo que atua sobre ele é igual ao peso
do fluido deslocado. O empuxo pode ser definido pela relação:
\[
E = \rho_{água} \cdot V_{submerso} \cdot g
\]
onde \( E \) é a força de empuxo, \( \rho_{água} \) é a densidade da água, \( V_{submerso}
\) é o volume do bloco que está submerso e \( g \) é a aceleração da gravidade.
O peso do bloco é dado por:
\[
P = \rho_{bloco} \cdot V_{total} \cdot g
\]
onde \( \rho_{bloco} \) é a densidade do bloco e \( V_{total} \) é o volume total do bloco.
Para que o bloco flutue em equilíbrio, temos:
\[
E = P
\]
Substituindo as expressões, temos:
\[
\rho_{água} \cdot V_{submerso} \cdot g = \rho_{bloco} \cdot V_{total} \cdot g
\]