Um objeto é abandonado de um ponto situado a 20 m do solo. Desprezando o efeito do ar e considerando
, determine: a velocidade média do objeto durante a queda até o solo.
Passo 1
Beleza, então o problema diz que a gente solta (abandona) um objeto a 20 m de altura, sem velocidade inicial, desprezando o ar e com
,m/s². A matéria aqui é cinemática do movimento uniformemente acelerado (queda livre). Para resolver, vamos precisar:
- A equação da posição para queda livre:
. - A definição de velocidade média:
.
Passo 2
Primeiro, vamos achar o tempo que o objeto leva para cair os 20 m.
Como o objeto parte do repouso ( ) e joga-se para baixo, podemos medir
a partir do solo. Mas é mais simples usar:
Como o objeto parte do repouso (
onde
,m. Logo
Passo 3
Agora que sabemos que a queda demora
s, calculamos a velocidade média usando
O deslocamento
é de
,m (caiu 20 m, logo ficou 20 m mais baixo que o ponto inicial) e
,s. Então
O sinal negativo indica que a velocidade média é para baixo.
Resposta
A velocidade média durante a queda é
(ou 10 m/s para baixo).