Gabarito - Atividade para avaliação _ Semana 5_ FÍSICA I - FFG001

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Gabarito
1A. 
Desconsiderando-se os efeitos das forças de resistência do ar, teremos na direção vertical o movimento
da rocha é um MRUV, pois o corpo está sujeito apenas à força peso, e, portanto, possui uma aceleração
constante, a da gravidade terrestre; na direção horizontal teremos um MRU pois o corpo não está sujeito
à nenhuma força.
I. Incorreta. Quanto maior for o valor da velocidade de lançamento da rocha, maior será o seu tempo de
voo.
O fator determinante do tempo de voo é a altura da queda. A velocidade horizontal determina a distância
horizontal do lançamento.
II. Correta. Decompondo-se o movimento da rocha nas direções vertical e horizontal, é possível estudá-
lo, já que um movimento é independente do outro.
Na direção vertical a rocha descreve um MRUV; na horizontal um MRU.
III. Correta. Durante o voo da rocha, desprezando-se os efeitos da resistência do ar, só há uma força
atuando nela, o seu peso.(Verdadeira)
A afirmativa explora um conceito espontâneo que leva à crença de que há uma força na direção do
movimento. A única interação da rocha durante o voo é com o campo gravitacional, portanto está sujeita
apenas à ação da força peso.
IV. Incorreta. O módulo da componente da velocidade horizontal irá decrescer durante o voo, ao contrário
do módulo da componente da velocidade vertical, que irá crescer, com aceleração constante.
A velocidade horizontal se mantém constante, porém a vertical irá crescer.
V. Correta. Como não há nenhuma força atuando na rocha na direção horizontal durante o seu voo, sua
velocidade nessa direção não sofre variação.
Novamente a afirmação explora um conceito espontâneo bastante comum nos estudantes de física. Na
direção horizontal o movimento tem velocidade constante.
1B. Para determinar a velocidade inicial mínima, inicialmente vamos determinar o tempo de voo da
rocha, desde o topo do penhasco, até a barragem. Decompondo-se o movimento na direção vertical,
calcula-se o tempo de queda da rocha da altura do penhasco. Este tempo é o mesmo que a rocha terá
para atravessar a extensão do pé do penhasco até o topo da barragem (100 m).
Essas duas informações permitem calcular a velocidade horizontal mínima.
Adotamos a seguinte referência:
Direção vertical: MRUV
A velocidade de lançamento foi horizontal, dessa forma, na direção vertical a velocidade inicial é nula, 
.
Altura penhasco = 20 m,
Substituindo-se os valores temos:
 , isolando-se t, vem:
Direção horizontal, MRU:
1C. 
A determinação da distância horizontal total pode ser feita calculando-se, inicialmente, o tempo total de
voo da rocha utilizando o movimento na direção vertical. Depois aplica-se este tempo à velocidade
horizontal, determinada na questão anterior.
Direção vertical: MRUV
Isolando-se t, e substituindo-se os valores, temos:
Direção horizontal: MRU
2A. 
Adotando a referência no ponto de lançamento temos:
2B. Sabe-se que a componente horizontal da velocidade ao atingir a cesta é 10 m/s.
Assim, como a componente horizontal não sofre alteração durante o arremesso, pois a aceleração na
direção horizontal é nula, teremos:
Logo:
Consultando a tabela de valores trigonométricos (fornecida na questão), conclui-se que ß = 40˚
2C. 
O cálculo da altura máxima atingida pela bola durante o arremesso, será realizado considerando-se que
o movimento vertical da bola é independente do movimento horizontal. Na direção vertical tem-se um
MRUV com velocidade inicial dada pela componente vertical da velocidade inicial, V e aceleração da
gravidade terrestre, 9,81 m/s . Como não se conhece o tempo de subida da bola, pode-se utilizar a
equação de Torricelli para determinar a distância percorrida até o topo (v = 0)
Calculo de V :
0y
2
y
0y
Por Torricelli, temos:
, onde: h = altura máxima, à partir do ponto de lançamento.
Substituindo-se os valores:
Portanto a altura máxima alcançada pela bola, medida à partir do solo será:
2D. 
O tempo de voo da bola do instante em que é arremessada até o momento em que atinge a cesta pode
ser determinada por meio da função horária da posição para o movimento na direção vertical:
Escrevendo-se a função horária da posição do MRUV temos, de acordo com a referência adotada:
y = 0 (assumindo-se que a altura da mão do jogador no arremesso vale zero);
y = 3 m (pois a diferença de alturas entre o arremesso e o aro da cesta vale 3m);
Substituindo-se os valores na função horária da posição, temos:
Resolvendo-se essa equação de 2º grau obteremos duas respostas: t = 0,52 s e t = 1,17 s. Como a bola
atinge o aro já em movimento descendente, o instante procurado deve ser maior do que 0,85 s, quando
atingiu o topo. A resposta aceitável é t = 1,17 s.
2E. Para calcular a distância horizontal percorrida pela bola assumiremos que o movimento na direção
horizontal é independente do movimento na direção vertical. Na direção horizontal, desprezando-se os
efeitos da resistência do ar, teremos um MRU. Utilizaremos o módulo da componente horizontal da
velocidade inicial (V ), e o tempo total de arremesso, t = 1,17 s.
Substituindo-se o tempo na função horária da posição:
o 
0x