Um parafuso se soltou do piso de um elevador que se movimentava para cima a uma velocidade de 0,30 km / min. O parafuso atingiu o fundo do poço do elevador em 4,0 s. Pergunta-se:
Qual era a velocidade do parafuso ao atingir o fundo do poço?

Passo 1

Beleza, então a gente tem um parafuso que está preso no piso de um elevador subindo com velocidade constante de v = v0 + a,t . De repente ele se solta e, após , bate no fundo do poço do elevador. A matéria envolvida aqui é Movimento Uniformemente Variado (MUV), porque o parafuso vai cair sob a ação da gravidade, com aceleração constante. Para resolver, vamos precisar:
  1. Converter a velocidade inicial para metros por segundo;
  2. Escolher um referencial e convenção de sinais (por exemplo, “para cima é positivo”);
  3. Usar a fórmula básica do MUV para velocidade final:

Passo 2

Primeiro dá pra converter a velocidade inicial 0,30 km/min = 0,30 times 1000 m1 kmtimes1 min60 s = 300 m60 s =5,0 m/s .
Ou seja, (a gente coloca “+” porque está subindo e vamos adotar “para cima” como sinal positivo).

Passo 3

Agora a aceleração. Durante a queda, o único “empurrão” que o parafuso sente é a gravidade, que acelera pra baixo com a = -,9,8 m/s^2 . Como escolhemos “para cima” positivo, esse acelerador vira

Passo 4

Bora usar a fórmula do MUV pra achar a velocidade final v = v0 + a,t = 5,0 + (-9,8)times4,0 depois de v = 5,0 - 39,2 = -34,2 m/s :
Isso dá

Passo 5

O sinal “ ” indica que a velocidade final está apontando para baixo (oposto ao “para cima” que a gente definiu como positivo). Se quiser só o valor, a rapidez é para baixo.

Resposta

A velocidade do parafuso ao atingir o fundo do poço é (ou 34,2 m/s para baixo).

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