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De um avião descrevendo uma trajetória paralela ao solo, com velocidade v, é abandonada uma bomba de uma altura de 2 000 m do solo, exatamente na v...

De um avião descrevendo uma trajetória paralela ao solo, com velocidade v, é abandonada uma bomba de uma altura de 2 000 m do solo, exatamente na vertical que passa por um observador colocado no solo. O observador ouve o “estouro” da bomba no solo depois de 23 segundos do lançamento da mesma. São dados: aceleração da gravidade g = 10 m/s²; velocidade do som no ar: 340 m/s. A velocidade do avião no instante do lançamento da bomba era, em quilômetros por hora, um valor mais próximo de:


a) 200
b) 210
c) 180
d) 300
e) 150

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Quase-1000-problemas-resolvidos 13
1 pág.

Programação I Faculdade Maurício de Nassau de FortalezaFaculdade Maurício de Nassau de Fortaleza

💡 1 Resposta

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Podemos resolver esse problema utilizando a equação de Torricelli, que relaciona a velocidade final de um objeto em queda livre com sua altura e a aceleração da gravidade: v² = vo² + 2gh onde v é a velocidade final, vo é a velocidade inicial (que é zero no caso da bomba), g é a aceleração da gravidade e h é a altura da queda. Podemos usar essa equação para encontrar a velocidade final da bomba quando ela atinge o solo: v² = 0 + 2gh v² = 2 x 10 x 2000 v = 200 m/s Agora, podemos usar a velocidade do som no ar e o tempo que o observador levou para ouvir o som da bomba atingindo o solo para encontrar a distância entre o observador e o ponto onde a bomba atingiu o solo: d = v som x t d = 340 x 23 d = 7820 m Finalmente, podemos usar a velocidade do avião e o tempo que a bomba levou para atingir o solo para encontrar a distância percorrida pela bomba: d = v avião x t d = v x (23 + t) Como a bomba foi abandonada com velocidade horizontal igual à do avião, a distância percorrida pela bomba é igual à distância percorrida pelo avião no mesmo tempo. Portanto, podemos igualar as duas expressões para encontrar a velocidade do avião: v x (23 + t) = 7820 v = 7820 / (23 + t) Agora, podemos usar a equação de Torricelli novamente para encontrar o tempo que a bomba levou para atingir o solo: h = 1/2 g t² 2000 = 1/2 x 10 x t² t = sqrt(400) = 20 s Substituindo esse valor na equação da distância percorrida pelo avião, temos: v = 7820 / (23 + 20) v = 200 km/h Portanto, a resposta correta é a letra A) 200.

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