Um corpo lançado verticalmente de baixo para cima retorna à superficie terrestre em 3 segundos. Despreze a resistência do ar. (b) Qual é a altura atingida pelo corpo?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de física juntos! O enunciado nos diz que um corpo é lançado verticalmente para cima e retorna à superfície da Terra em 3 segundos, desprezando a resistência do ar. A pergunta é: qual é a altura máxima que o corpo atinge?
Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinemática, que estuda o movimento dos corpos. Precisaremos entender como calcular a altura máxima usando o tempo total de voo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece quando um corpo é lançado para cima. Ele sobe até atingir uma velocidade zero no ponto mais alto e depois começa a cair de volta. O tempo total de voo (3 segundos) é dividido igualmente entre a subida e a descida.
Então, o tempo de subida é metade do tempo total:

Passo 3

Agora, vamos calcular a velocidade inicial com que o corpo foi lançado para cima. Usamos a seguinte equação da cinemática:
No ponto mais alto, a velocidade final (porque o corpo para antes de começar a cair). A aceleração é a aceleração da gravidade, que consideramos (o sinal negativo indica que a gravidade está puxando o corpo para baixo).
Substituindo os valores:
Então, a velocidade inicial é .

Passo 4

Agora que temos a velocidade inicial, podemos calcular a altura máxima alcançada pelo corpo. Usamos a seguinte equação da cinemática:
Substituindo os valores:

Resposta

A altura máxima atingida pelo corpo é de aproximadamente 11,03 metros.

Exercícios de Livros Relacionados