Gabarito / BEC 05 – 2ª Etapa I P L Carrescia Professora: Emanoel Lessa Disciplina: Física 1º ano / 1ª etapa 1) (a) Vamos utilizar a equação da velocidade para o cálculo... v = v0 + a.t v = 0 + 10.2 v = 20 m/s Resposta: 20 m/s (b) Sabemos que: h g.t 2 10.2 2 h h = 20 m. 2 2 2) (a) Sabemos que este movimento é simétrico, ou seja, o que ele fará na subida, também fará na descida, assim, precisamos calcular apenas o tempo de subida, e o de descida será o mesmo. Sabemos ainda que ao ser arremessado, o corpo sobe freando, isto é, em movimento retardado, pára na altura máxima e volta acelerando. Sabemos, então, que na altura máxima a velocidade do corpo é nula, assim: v = v0 + a.t 0 = 40 - 10.t 10.t = 40 t = 4s Respostas: 4s para subir, 4s para descer, portanto, 8s para retornar ao ponto de lançamento. É importante destacar que, como o corpo foi arremessado para cima, sua velocidade inicial (v 0) tem orientação oposta à da gravidade, que tem sentido de cima para baixo. Por esse motivo, v0 e g, devem apresentar sinais opostos. Por praticidade, orientamos a nossa trajetória positivamente para cima, assim, a aceleração da gravidade apresentará sinal negativo. Isto pode ser feito sempre: o corpo foi atirado para cima – a gravidade é negativa, não importando se ele ainda está subindo ou já está descendo. O R I E N T A Ç Ã O g - v0 + + Solo: nível zero (b) Vamos calcular a velocidade do corpo aos 5 s de movimento, para tanto, é bom observar que em 5 s o corpo já estará retornando ao solo, uma vez que este atinge a altura máxima em 4 s. Como ele já estará descendo, é de se esperar que encontremos uma velocidade negativa, já que esta estará orientada para baixo. Calculemos... v = v0 + a.t v = 40 - 10.5 v = 40 – 50 v = -10 m/s. Resposta: -10 m/s Cuidado! A velocidade tem o sinal invertido durante a descida, mas a aceleração não, esta tem o sinal fixo, que por nossa orientação, é negativo durante todo o movimento. (c) Não precisamos calcular a velocidade com que o corpo retorna ao ponto de lançamento, pois como ele foi lançado a 40 m/s ele retornará também a 40 m/s, mas como no instante de retorno, o corpo está descendo, sua velocidade será negativa, logo, - 40 m/s. Resposta: - 40 m/s 1 (d) Uma das equações mais utilizadas para o cálculo de altura máxima é a equação de Torricelli, pois com esta, não necessitamos do tempo de movimento, embora o tenhamos neste exemplo. v 2 v02 2.a.s 0 2 40 2 2.(10).H Máx. 0 = 1600 – 20. HMáx. 20.HMáx. = 1600 HMáx.=80 m. Resposta: 80 m Neste caso você poderia utilizar, também, a equação da queda livre, já que conhecemos o tempo de queda do corpo. Assim, teremos: h g.t 2 10.4 2 h h = 80 m. 2 2 Repare que nesta equação, a aceleração da gravidade não teve sinal negativo, pois estamos usando equação de queda livre. Todo lançamento vertical para cima é também uma queda livre, considerando a partir da altura máxima. Esta informação ajudará na resolução de questões que não fornecem dados a respeito da subida do move. Veja o próximo exemplo. 3) h Repare que nos foi fornecida a massa do corpo, a qual não usaremos para nossos cálculos ao mesmo tempo que não foi fornecida a velocidade inicial de lançamento, o que impede a aplicação da equação de Torricelli para o cálculo desejado. Sabemos, no entanto, que o tempo de vôo é de 6 s, portanto são gastos 3 s na subida e o mesmo tempo na descida. A partir da altura máxima, então, teremos uma Queda Livre de 3 s. Assim, g.t 2 10.32 h h 45 m 2 2 Resposta: 45 m 4) tsubida = tdescida=6s 10.6 2 h 180 m 2 10.t 2 g.t 2 a) h 180 t 6 s 2 2 h 5) g.t 2 2 h b) v = v0 + a.t v = 0 + 10.6 v = 60 m/s 2