Um balão está subindo com uma velocidade constante de 5 m/s. Em dado instante, solta-se um saco de areia que se encontrava preso à lateral externa desse balão. Para um observador na Terra, a partir desse instante e até o saco de areia chegar ao chão, o movimento dele, desprezando-se a resistência do ar, será
A) apenas uniforme, com velocidade igual a 5 m/s.
B) apenas uniformemente acelerado, com uma aceleração menor do que a da gravidade.
C) inicialmente uniforme e, depois, uniformemente acelerado, uniformemente retardado e, depois, uniformemente acelerado. D) Uniformemente retardado, e, depois uniformemente acelerado.
A) apenas uniforme, com velocidade igual a 5 m/s.
B) apenas uniformemente acelerado, com uma aceleração menor do que a da gravidade.
C) inicialmente uniforme e, depois, uniformemente acelerado, uniformemente retardado e, depois, uniformemente acelerado. D) Uniformemente retardado, e, depois uniformemente acelerado.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema onde um balão está subindo com uma velocidade constante de 5 m/s. Num certo momento, ele solta um saco de areia. A pergunta é sobre como o movimento desse saco vai acontecer até ele chegar no chão, ignorando a resistência do ar. Vamos precisar usar conceitos de cinemática, que estuda o movimento dos objetos, e entender as diferenças entre movimento uniforme e movimento uniformemente acelerado.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa o balão estar subindo com velocidade constante. Isso quer dizer que ele não está acelerando, ou seja, a velocidade dele permanece sempre em 5 m/s para cima. Quando o saco é solto, ele inicialmente tem a mesma velocidade do balão, que é 5 m/s para cima.
Passo 3
Agora, precisamos analisar o que acontece depois que o saco é solto. Assim que está livre, a única força que age sobre ele é a força da gravidade, que puxa o saco para baixo com uma aceleração de aproximadamente $ g = 9,8 , m/s² $.
Passo 4
Então, o saco começa com uma velocidade para cima de 5 m/s, mas a gravidade está diminuindo essa velocidade constantemente. Isso é um exemplo de movimento uniformemente retardado, onde a velocidade inicial é reduzida de maneira constante devido à aceleração negativa (aquela que diminui a velocidade).
Passo 5
Quando a velocidade do saco chega a zero, ele para momentaneamente e começa a ganhar velocidade para baixo, já que a gravidade continua acelerando o seu movimento nessa direção. Isso é o movimento uniformemente acelerado, onde a velocidade aumenta de forma constante na direção da aceleração.
Passo 6
Resumindo, o movimento do saco tem duas fases principais:
- Inicialmente, ele se move para cima de forma uniformemente retardada porque a gravidade está diminuindo sua velocidade.
- Depois, ele cai para baixo de forma uniformemente acelerada porque a gravidade está aumentando sua velocidade nessa direção.
Resposta
A alternativa correta é a D) Uniformemente retardado, e, depois uniformemente acelerado.