UFF – Sem campus – Física 1 – Provas antigas - VR – 2
Uma pessoa na beira de um penhasco arremessa uma pedra verticalmente para baixo com rapidez inicial de 10,0 m/s. Imediatamente antes de atingir o chão, a rapidez da pedra é 30,0 m/s. Se a pedra fosse lançada horizontalmente com a mesma rapidez inicial de 10,0 m/s, qual seria o módulo da velocidade da pedra imediatamente antes de atingir o chão?
(A) 10.0 m/s
(B) 20.0 m/s
(C) 30.0 m/s
(D) 40.0 m/s
(E) A altura do penhasco tem que ser dada para que se possa responder a esta pergunta.
Passo 1
Fala galera, tudo bem?? Prontos para amassar essa questão?
Então gente, para resolvermos a questão, temos que observar que a pedra realiza trajetos diferentes no primeiro e no segundo caso. Sabe que trajetos são esses? No primeiro, ela é jogada para baixo, ou seja, o movimento está ocorrendo apenas no eixo y. Já no segundo, a pedra é lançada na horizontal, variando a posição tanto no eixo x como em y.
Para facilitar, trabalharemos cada caso separado, então apertem os cintos e vamos atrás de descobrir quem é essa velocidade!
Passo 2
Primeiro caso:
Pra gente resolver questões de física de uma maneira bem mais tranquila, principalmente envolvendo esse assunto, vamos anotar todos os dados que temos e, em seguida, vermos qual fórmula será a mais adequada a se usar.
Na questão é mencionado que a velocidade inicial é 10m/s e que a final é 30 m/s. Como o movimento está na vertical, temos que a aceleração da gravidade vai influenciar o movimento.
Um dado muito importante para nos ajudar na resolução é a altura do penhasco, mas não foi fornecida, então já sabemos quem devemos encontrar
Dados:
Qual a fórmula que usa apenas essas variáveis e pode nos ajudar a achar a altura?
Utilizaremos a equação de Torricelli, ou seja,
Isolando , temos:
Substituindo as variáveis, temos
Passo 3
Como já sabemos a altura do penhasco, podemos partir para o segundo caso e descobrirmos a velocidade final da pedra.
Com a imagem abaixo fica mais fácil entender como esse movimento se dá no segundo caso.
A velocidade final se decompõe em x e y. Assim, acharemos cada uma separadamente e depois finalizaremos com a utilização do teorema de Pitágoras.
Para a velocidade no eixo y:
Dados:
– Essa velocidade é zero porque a pedra parte do repouso
Olhando os dados, já sabemos que usaremos novamente Torricelli, porém agora para achar a velocidade final em y.
Você deve se perguntar: “Mas o que acontece com a velocidade em x?”
Como não há aceleração em x, a velocidade permanece a mesma, ou seja,
Passo 4
Utilizando Pitágoras, chegamos ao esperado módulo da velocidade
E é isso, ficamos por aqui! Se você gostou, ou ainda ficou alguma dúvida na questão, dá um feedback pra gente! Vamos adorar te responder