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Quando um jogador de futebol é muito veloz, uma forma diversa de se referir a essa qualidade é dizer que ele é capaz de cobrar escanteio para a área adversária e ele mesmo correr e conseguir chutar a bola antes de ela tocar o chão. Suponha um jogador ficcional que seja capaz de fazer isso. Se ele cobrar o escanteio para dentro da área fornecendo à bola uma velocidade inicial de 20 m/s, fazendo um ângulo de 60˚ com a horizontal, qual distância o jogador precisa correr, em linha reta, saindo praticamente de forma simultânea à cobrança de escanteio, para chutar no gol sem deixar a bola tocar no chão? Para fins de simplificação, considere que a altura do chute ao gol seja desprezível, que sen 60˚ = 0,8, cos 60˚ = 0,5, e que a aceleração da gravidade seja 10 m/s².

a) 6m
b) 12m
c) 24m
d) 32m
e) 44m
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Questões Para a Compreensão

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos calcular o tempo que a bola leva para atingir o solo após ser cobrada. Em seguida, usaremos esse tempo para determinar a distância que o jogador precisa correr. 1. Dividir a velocidade inicial em componentes: - A velocidade inicial \( v_0 = 20 \, \text{m/s} \). - Com ângulo de 60°: - Componente vertical: \( v_{0y} = v_0 \cdot \sin(60°) = 20 \cdot 0,8 = 16 \, \text{m/s} \). - Componente horizontal: \( v_{0x} = v_0 \cdot \cos(60°) = 20 \cdot 0,5 = 10 \, \text{m/s} \). 2. Calcular o tempo de voo: A fórmula para o tempo de subida até o ponto mais alto é: \[ t_{subida} = \frac{v_{0y}}{g} = \frac{16}{10} = 1,6 \, \text{s} \] O tempo total de voo é o dobro do tempo de subida (subida e descida): \[ t_{total} = 2 \cdot t_{subida} = 2 \cdot 1,6 = 3,2 \, \text{s} \] 3. Calcular a distância horizontal: A distância que o jogador precisa correr é dada pela componente horizontal da velocidade multiplicada pelo tempo total: \[ d = v_{0x} \cdot t_{total} = 10 \cdot 3,2 = 32 \, \text{m} \] Portanto, a distância que o jogador precisa correr é 32 m. A alternativa correta é: d) 32m.

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