Um objeto é abandonado de um ponto situado a 20 m do solo. Desprezando o efeito do ar e considerando g=10 m / s^2, 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 ( h = tfrac12,g,t^2, ) e joga-se para baixo, podemos medir 20 = tfrac12 times 10 times t^2 Longrightarrow 20 = 5,t^2 Longrightarrow t^2 = 205 = 4 Longrightarrow t = 2 s a partir do solo. Mas é mais simples usar:
onde ,m. Logo

Passo 3

Agora que sabemos que a queda demora vrm m = De s, calculamos a velocidade média usando
vrm m = -202 = -10 m/s
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).

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