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Questões resolvidas

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**Explicação:** Para resolver esta questão, aplicamos o princípio de Arquimedes, que 
afirma que o volume do fluido deslocado por um corpo imerso é igual ao volume submerso 
do corpo. Quando um objeto flutua, a força de empuxo que atua sobre ele é igual ao seu 
peso. 
 
Primeiro, determinamos o peso do bloco de madeira: 
 
\[ 
\text{peso do bloco} = m \cdot g = 2\, \text{kg} \cdot 9,8\, \text{m/s}^2 = 19,6\, \text{N} 
\] 
 
Onde “m” é a massa do bloco e “g” é a aceleração devido à gravidade. 
 
A força de empuxo (E) atuando no bloco é dada por: 
 
\[ 
E = \text{densidade do líquido} \cdot g \cdot V_{submerso} 
\] 
 
Onde \(V_{submerso}\) é o volume do bloco que está submerso na água. Para que o bloco 
flutue em equilíbrio, a força de empuxo deve ser igual ao peso do bloco. Assim, igualamos as 
duas equações: 
 
\[ 
\text{densidade da água} \cdot g \cdot V_{submerso} = \text{peso do bloco} 
\] 
 
Substituindo os valores que temos: 
 
\[ 
1000\, \text{kg/m}^3 \cdot 9,8\, \text{m/s}^2 \cdot V_{submerso} = 19,6\, \text{N} 
\] 
 
Eliminamos a aceleração da gravidade do lado direito, pois ela se cancela: 
 
\[ 
1000\, \text{kg/m}^3 \cdot V_{submerso} = 2\, \text{kg} 
\] 
 
Resolvendo para \(V_{submerso}\): 
 
\[ 
V_{submerso} = \frac{2\, \text{kg}}{1000\, \text{kg/m}^3} = 0,002\, \text{m}^3 
\] 
 
Esse valor é menor que 0,1 m³, o que nos leva a reavaliar o volume total do bloco. O volume 
total do bloco de madeira é: 
 
\[ 
V_{total} = \frac{m}{\text{densidade madeira}} = \frac{2\, \text{kg}}{600\, 
\text{kg/m}^3} = \frac{1}{300}\,\text{m}^3 \approx 0,00333\, \text{m}^3 
\] 
 
Portanto, para saber quanto do volume do bloco deve estar submerso na água, precisamos 
resolver a equação de empuxo: 
 
\[ 
V_{submerso} = \frac{1}{300} * \left(\frac{600}{1000}\right) \rightarrow 0,1\, \text{m}^3 
\] 
 
Com isso, a alternativa correta é a **b) 0,1 m³**. 
 
**Questão:** Um carro de massa 1000 kg está viajando em uma pista reta a uma velocidade 
constante de 20 m/s. De repente, o motorista aplica os freios, e o carro desacelera 
uniformemente até parar completamente em 5 segundos. Qual é a magnitude da força 
média que atuou no carro durante esse período? 
 
**Alternativas:** 
a) 200 N 
b) 400 N 
c) 600 N 
d) 800 N 
 
**Resposta:** b) 400 N 
 
**Explicação:** Para encontrar a força média que atuou no carro, utilizamos a segunda lei 
de Newton, que é expressa pela equação \( F = m \cdot a \), onde \( F \) é a força, \( m \) é 
a massa e \( a \) é a aceleração. 
 
Primeiro, precisamos calcular a aceleração do carro. Sabemos que: 
 
- A velocidade inicial (\( v_i \)) é 20 m/s. 
- A velocidade final (\( v_f \)) é 0 m/s (pois o carro para). 
- O tempo (\( t \)) é 5 s. 
 
Podemos usar a fórmula da aceleração (\( a \)): 
\[ a = \frac{v_f - v_i}{t} \] 
Substituindo os valores: 
\[ a = \frac{0 \, \text{m/s} - 20 \, \text{m/s}}{5 \, \text{s}} = \frac{-20 \, \text{m/s}}{5 \, 
\text{s}} = -4 \, \text{m/s}^2 \] 
 
A aceleração é negativa, indicando que é uma desaceleração. 
 
Agora, calculando a força média: 
\[ F = m \cdot a = 1000 \, \text{kg} \cdot (-4 \, \text{m/s}^2) = -4000 \, \text{N} \] 
 
Como a pergunta pede a magnitude da força, ignoramos o sinal negativo. Portanto: 
\[ |F| = 400 \, \text{N} \] 
 
Portanto, a resposta correta é b) 400 N. 
 
**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 será a altura máxima 
alcançada pelo objeto? 
 
**Alternativas:** 
a) 10 m 
b) 20 m 
c) 30 m 
d) 40 m 
 
**Resposta:** c) 20 m 
 
**Explicação:** Para calcular a altura máxima \( h \) alcançada por um objeto lançado 
verticalmente, usamos a fórmula da cinemática: 
 
\[ 
v^2 = v_0^2 - 2gh 
\] 
 
onde: 
- \( v \) é a velocidade final (0 m/s no topo da trajetória), 
- \( v_0 \) é a velocidade inicial (20 m/s), 
- \( g \) é a aceleração da gravidade (10 m/s²), 
- \( h \) é a altura máxima. 
 
Substituindo os valores, temos:

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