Uma pedra é solta do repouso no alto de um penhasco de 20m de altura

Do alto de um penhasco, uma pedra de massa 200 g � solta a partir do repouso, demorando 6 s para atingir o solo.

Desprezando qualquer influ�ncia do ar e considerando g = 10 m/s2, o trabalho realizado pelo peso da pedra em sua queda livre foi de

a)

60 J.

b)

90 J.

c)

120 J.

d)

180 J.

e)

360 J.

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Uma pedra é solta do repouso no alto de um penhasco de 20m de altura

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d) 40 
e) 50 
 
 
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com Prof. Vasco 
 
9. Uma pedra é solta de um penhasco e leva t1 segundos para chegar no solo. Se t2 é o 
tempo necessário para a pedra percorrer a primeira metade do percurso, então podemos 
afirmar que a razão entre t1 e t2 vale: 
a) 1 b) 1/ 2 
c) 2 d) 1/2 e) 2 
 
10. Um objeto é lançado verticalmente de baixo para cima com velocidade inicial de 20 
m/s. Despreze a resistência do ar sobre o objeto. Pode-se afirmar que este objeto sobe: 
a) durante 2 s. 
b) 40 m. 
c) com velocidade constante de 20 m/s. 
d) durante 4 s. 
e) 10 m. 
 
11. Um corpo é arremessado verticalmente para cima. Considerando-se pequenas 
alturas, podemos afirmar que no ponto mais alto de sua trajetória: 
a) a velocidade muda de sentido, mas a aceleração não. 
b) a aceleração é nula, mas a velocidade não. 
c) a aceleração e a velocidade são nulas. 
d) a aceleração e a velocidade são diferentes de zero. 
e) a aceleração e a velocidade mudam de sentido. 
 
12. Enquanto uma pedra sobe verticalmente em um campo gravitacional terrestre depois 
de ter sido lançada para cima 
a) o módulo de sua velocidade aumenta. 
b) o módulo da força gravitacional sobre a pedra aumenta. 
c) o módulo de sua aceleração aumenta 
d) o sentido de sua velocidade inverte. 
e) o sentido de sua aceleração não muda. 
 
13. Sabendo que um projétil foi impelido verticalmente de baixo para cima com 
velocidade de 250 m/s, qual a altura atingida pelo projétil? 
a) 25 m 
b) 250 m 
c) 3 125 m 
d) 8 375 m 
e) 9 375 m 
 
14. Um objeto é lançado do solo verticalmente para cima. Quando sua altura é 2 m, o 
objeto está com uma velocidade de 3 m/s. Pode-se afirmar que a velocidade com que esse 
objeto foi lançado, em m/s, é de: 
a) 4,7 
b) 7,0 
c) 8,5 
d) 9,0 
e) 9,5 
 
15. De um helicóptero que desce verticalmente é abandonada uma pedra, quando o 
mesmo se encontra a 100 m do solo. Sabendo-se que a pedra leva 4 s para atingir o solo 
e supondo g = 10 m/s2, a velocidade de descida do helicóptero, no momento em que a 
pedra é abandonada, tem valor absoluto, em m/s, de: 
a) 25 
b) 20 
c) 15 
d) 10 
e) 5 
 
 
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com Prof. Vasco 
 
16. Uma partícula em queda livre, a partir do repouso, tem velocidade de 30 m/s após um 
tempo t e no instante 2t atinge o solo. A altura da qual a partícula foi abandonada, em 
relação ao solo, é, em m: 
a) 360 
b) 180 
c) 30 
d) 10 
e) 3 
 
17. Um chuveiro, situado a uma altura de 1,8 m do solo, indevidamente fechado, deixa 
cair pingos de água a uma razão constante de 4 pingos / segundo. No instante em que um 
dado pingo toca o solo, o número de pingos, atrás dele, que já estão a caminho é: 
a) 0 
b) 1 
c) 2 
d) 3 
e) 4 
 
18. Um corpo é atirado verticalmente para cima, a partir do solo, com uma velocidade de 
20 m/s. Considerando a aceleração gravitacional g = 10 m/s2 e desprezando a resistência 
do ar, a altura máxima, em metros, alcançada pelo corpo é: 
a) 15 
b) 20 
c) 30 
d) 60 
e) 75 
 
19. Dois objetos A e B, de massas mA = 1 kg e mB = 2 kg, são simultaneamente lançados 
verticalmente para cima, com a mesma velocidade inicial, a partir do solo. Desprezando a 
resistência do ar, podemos a firmar que: 
a) A atinge uma altura maior do que B e volta ao solo ao mesmo tempo que B. 
b) A atinge uma altura menor do que B e volta ao solo antes de B. 
c) A atinge uma altura igual à de B e volta ao solo antes que B. 
d) A atinge uma altura igual à de B e volta ao solo ao mesmo tempo que B. 
e) A atinge uma altura maior do que B e volta ao solo depois de B. 
 
 
 
 
 
 
 
Gabarito 
1* 2C 3D 4B 5C 6C 7D 8D 9E 10A 
11A 12E 13C 14B 15E 16B 17C 18B 19D 
 
(*) 
Queda Livre – FVVFFV 
Lançamento Vertical - FFVVFFV

Página12

Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 2.1 - Ex. 87

Em t = 0, uma pedra é largada do topo de um penhasco, acima de um lago. Outra pedra é atirada para baixo, 1,6 s após, do mesmo ponto e com uma rapidez inicial de 32 m/s. As duas pedras atingem a água no mesmo instante. Encontre a altura do penhasco.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão. Ambas as pedras estão submetidas a gravidade somente, de modo que a = g, então teremos um movimento com aceleração constante para os dois casos e assim poderemos usar as equações desses movimentos.

Como ele dá informações sobre o tempo decorrido e ele quer a altura do penhasco (uma distância), vamos usar a equação que relaciona a distância percorrida com o tempo:

Δ y = v 0 t + a 2 t 2

Uma pedra é solta do repouso ( v 0 = 0), no instante inicial t 1 = 0 de uma altura h (altura do penhasco) e então chega no lago. Logo, a distância percorrida por ela vai ser h e vai ter essa equação:

Δ y 1 = h = g 2 t 1 2

Temos também outra pedra. Essa é lançada no instante t 2 = 0 (aqui a gente mudou o referencial de tempo) também de uma altura h, com velocidade inicial de v 0 = 32   m / s. Ela atinge o lago no mesmo momento que a primeira pedra. Sua equação de posição é

Δ y 2 = h = 32 t 2 + 1 2 g t 2 2

Sendo que t 2 = t 1 - 1,6. Por que?

Porque a segunda pedra é lançada 1,6s depois da primeira. Então, na verdade, seu instante inicial é t 1 = 1,6   s (usando o referencial de tempo da pedra 1). Para que t 2 = 0 seja equivalente a t 1 = 1,6 s, a gente precisa tirar 1,6 s de t 1 , daí que vem essa relação entre nossos referenciais de tempo:

t 2 = t 1 - 1,6

Passo 2

Como as duas pedras percorrem a altura total do penhasco, podemos igualar as suas equações

1 2 g t 1 2 = v 0 t 2 + 1 2 g t 2 2

Substituindo a relação entre os referenciais de tempo:

1 2 g t 1 2 = v 0 ( t 1 - 1,6 ) + 1 2 g t 1 - 1,6 2

Resolvendo, encontramos:

t 1 = 2,37   s

Passo 3

Para descobrir a altura do penhasco é só substituir isso na equação da primeira pedra:

h = g 2 t 1 2

h = 1 2 ⋅ 9,81 ⋅ 2,37 2

h = 27,55   m ≈ 28   m

Resposta

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