Um físico encontrou um poço no meio de uma floresta. Curioso, ele decidiu olhar para dentro do poço para checar o quão fundo ele era – entretanto, ...

A afirmativa correta é a letra d) I e III, apenas. Explicação: I - A energia mecânica da pedra no instante em que foi solta é de 156,25 J. Energia mecânica é a soma da energia cinética e potencial. No instante em que a pedra é solta, ela não possui energia cinética, apenas potencial gravitacional. A energia potencial gravitacional é dada por Ep = mgh, onde m é a massa da pedra, g é a aceleração da gravidade e h é a altura em relação ao solo. Como a pedra foi solta do solo, h = 0. Portanto, Ep = mgh = 0.5 x 10 x 0 = 0 J. Logo, a afirmativa I está incorreta. II - O poço tem mais de 35 m de profundidade. O tempo que a pedra leva para atingir o fundo do poço pode ser calculado pela equação de Torricelli: v² = vo² + 2gh, onde v é a velocidade final da pedra, vo é a velocidade inicial (que é zero), g é a aceleração da gravidade e h é a altura do poço. Isolando h, temos h = (v² - vo²) / 2g. Substituindo os valores, temos h = (20²) / (2 x 10) = 20 m. Portanto, a afirmativa II está incorreta. III - A velocidade com que a pedra atingiu o fundo é maior do que 20 m/s. Como a pedra foi solta do repouso, sua velocidade inicial é zero. Usando a equação de Torricelli novamente, podemos calcular a velocidade final da pedra: v² = vo² + 2gh, onde v é a velocidade final da pedra, vo é a velocidade inicial (que é zero), g é a aceleração da gravidade e h é a altura do poço. Substituindo os valores, temos v² = 2 x 10 x 20, o que resulta em v = 20 m/s. Portanto, a afirmativa III está correta. IV - A massa da pedra teve influência direta sobre o tempo que ela demorou para atingir o fundo. A massa da pedra não influencia o tempo que ela leva para atingir o fundo do poço. Todos os objetos, independentemente de sua massa, caem com a mesma aceleração da gravidade. Portanto, a afirmativa IV está incorreta. Assim, a alternativa correta é a letra d) I e III, apenas.