Teste Conceitual 7
Uma pedra é solta, do repouso, de uma ponte que está sobre um rio. No mesmo instante, começa a passar sob a ponte um navio de 12,0 metros de comprimento. A ponte está a 6,00 metros de altura acima do navio. Sabendo que o navio mantém velocidade constante, qual deve ser a sua velocidade mínima, em km/h, para que a pedra não o atinja? Considere
.
(A)
(B)
(C)
(D)
(A)
(B)
(C)
(D)
Passo 1
O enunciado diz que uma pedra é largada do repouso de uma ponte, a
m acima de um navio que passa por baixo com velocidade constante. Ao mesmo instante em que a pedra parte, o navio inicia a passagem: seu comprimento é
m. Queremos a velocidade mínima para que, no tempo em que a pedra leva para cair
m, o navio já tenha avançado exatamente seu comprimento, evitando ser atingido. O conteúdo principal é cinemática (queda livre e movimento uniforme).
Passo 2
Para a queda livre usamos a equação que relaciona altura
, aceleração da gravidade
e tempo
:
Substituindo
m e
m/s
, temos
Passo 3
Para que o navio não seja atingido, sua traseira deve passar do ponto de queda antes de
. Como seu movimento é uniforme, a distância percorrida em
é
logo a velocidade mínima em m/s é
Passo 4
Convertendo para km/h:
Resposta
(A)