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Um garoto que se encontra em uma quadra coberta solta um balão com gás hélio e este passa a se deslocar em movimento retilíneo uniforme com velocidade de 2 m/s. Ao atingir o teto da quadra, o balão estoura e o som do estouro atinge o ouvido do garoto 5,13 s após ele o ter soltado. Se o balão foi solto na altura do ouvido do garoto, então a distância percorrida por ele até o instante em que estourou foi de (Considere a velocidade do som = 340 m/s)

a) 8,6 m.
b) 9,1 m.
c) 10,2 m.
d) 11,4 m.
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Questões Para a Compreensão

ano passado

Respostas

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há 12 meses

Para resolver essa questão, precisamos considerar o tempo total que o balão leva para atingir o teto e o tempo que o som leva para chegar ao garoto após o estouro. 1. Tempo total: 5,13 s. 2. Velocidade do balão: 2 m/s. 3. Velocidade do som: 340 m/s. Vamos dividir o tempo total em duas partes: - \( t_1 \): tempo que o balão leva para atingir o teto. - \( t_2 \): tempo que o som leva para voltar até o garoto. Sabemos que: \[ t_1 + t_2 = 5,13 \, \text{s} \] O som leva um tempo \( t_2 \) para percorrer a distância \( d \) até o garoto: \[ d = v_{som} \cdot t_2 \] \[ d = 340 \, \text{m/s} \cdot t_2 \] O balão percorre a mesma distância \( d \) em \( t_1 \): \[ d = v_{balão} \cdot t_1 \] \[ d = 2 \, \text{m/s} \cdot t_1 \] Como as duas distâncias são iguais, podemos igualar as duas expressões: \[ 2 \cdot t_1 = 340 \cdot t_2 \] Agora, substituímos \( t_2 \) por \( 5,13 - t_1 \): \[ 2 \cdot t_1 = 340 \cdot (5,13 - t_1) \] Resolvendo a equação: \[ 2t_1 = 340 \cdot 5,13 - 340t_1 \] \[ 2t_1 + 340t_1 = 340 \cdot 5,13 \] \[ 342t_1 = 340 \cdot 5,13 \] \[ t_1 = \frac{340 \cdot 5,13}{342} \] \[ t_1 \approx 5,12 \, \text{s} \] Agora, substituímos \( t_1 \) para encontrar a distância \( d \): \[ d = 2 \cdot t_1 \] \[ d \approx 2 \cdot 5,12 \] \[ d \approx 10,24 \, \text{m} \] Aproximando, a distância percorrida pelo balão até o instante em que estourou é de aproximadamente 10,2 m. Portanto, a alternativa correta é: c) 10,2 m.

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