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Em um dia de calmaria, um garoto sobre uma ponte deixa cair, verticalmente e a partir do repouso, uma bola no instante t0 = 0 s. A bola atinge, no ...

Em um dia de calmaria, um garoto sobre uma ponte deixa cair, verticalmente e a partir do repouso, uma bola no instante t0 = 0 s. A bola atinge, no instante t4, um ponto localizado no nível das águas do rio e à distância h do ponto de lançamento. A figura apresenta, fora de escala, cinco posições da bola, relativas aos instantes t0, t1, t2, t3 e t4. Sabe-se que entre os instantes t2 e t3 a bola percorre 6,25 m e que g = 10 m/s2.
Desprezando a resistência do ar e sabendo que o intervalo de tempo entre duas posições consecutivas apresentadas na figura é sempre o mesmo, pode-se afirmar que a distância h, em metros, é igual a
a) 25.
b) 28.
c) 22.
d) 30.

a) 25.
b) 28.
c) 22.
d) 30.

Essa pergunta também está no material:

Exercícios Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV)
7 pág.

Física Faculdade das AméricasFaculdade das Américas

Respostas

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Podemos utilizar a equação horária da posição para resolver o problema. Como a bola é deixada cair do repouso, sua velocidade inicial é zero. Assim, temos: h = 1/2 * g * t4^2 Também podemos utilizar a informação de que a bola percorre 6,25 m entre t2 e t3. Como o intervalo de tempo entre duas posições consecutivas é o mesmo, temos: 6,25 = 1/2 * g * (t3^2 - t2^2) Podemos isolar t4 em função de t2 e t3, utilizando a informação de que o intervalo de tempo entre duas posições consecutivas é o mesmo: t4 = t3 + (t3 - t2) = 2t3 - t2 Substituindo t4 em função de t2 e t3 na primeira equação, temos: h = 1/2 * g * (2t3 - t2)^2 Substituindo t3 - t2 = 1,25 s (intervalo de tempo entre t2 e t3), temos: h = 1/2 * 10 * (2t3 - 1,25)^2 h = 10 * (2t3 - 1,25)^2 / 2 h = 5 * (2t3 - 1,25)^2 Agora, podemos utilizar a informação de que a bola atinge um ponto localizado no nível das águas do rio e à distância h do ponto de lançamento no instante t4. Como o intervalo de tempo entre duas posições consecutivas é o mesmo, temos: h = 1/2 * g * t4^2 Substituindo t4 em função de t2 e t3, temos: h = 1/2 * g * (2t3 - t2)^2 h = 1/2 * 10 * (2t3 - t2)^2 h = 5 * (2t3 - t2)^2 Agora, podemos utilizar a informação das alternativas para testar qual delas é a correta. Substituindo cada alternativa na equação, temos: a) h = 5 * (2*2 - 1,25)^2 = 25 b) h = 5 * (2*2,5 - 1,25)^2 = 28,125 c) h = 5 * (2*1,5 - 1,25)^2 = 16,875 d) h = 5 * (2*3 - 1,25)^2 = 36,875 Assim, a alternativa correta é a letra b), h = 28.

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