Em 26 de setembro de 1993, Dave Munday foi até o lado canadense das cataratas do Niágara com uma bola de aço, equipada com um furo para entrada de ar, e caiu 48 m até a água (e as pedras). Suponha que a velocidade inicial era nula e despreze o efeito do ar sobre a bola durante a queda.
(b) Munday podia contar os três segundos de queda livre, mas não podia ver o quanto tinha caído a cada segundo. Determine sua posição no final de cada segundo de queda.

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo. O Dave Munday deixou uma bola de aço cair das Cataratas do Niágara e ela caiu 48 metros em 3 segundos. Nosso objetivo aqui é descobrir a posição da bola ao final de cada segundo desse percurso. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de queda livre da matéria de cinemática. Precisamos lembrar que na queda livre, a única força atuando é a gravidade, e a aceleração é constante.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a fórmula que descreve a posição de um objeto em queda livre quando a velocidade inicial é zero. A fórmula é:
s = 12 g t^2
Aqui, é a distância percorrida, é a aceleração da gravidade (aproximadamente ), e é o tempo em segundos.

Passo 3

Vamos calcular a posição da bola ao final de cada segundo.
Para s = 12 times 9,8 , m/s^2 times (1 , s)^2 segundo:
s = 4,9 , m
s = 12 times 9,8 , m/s^2 times (2 , s)^2
Para s = 4,9 times 4 segundos:
s = 19,6 , m
s = 12 times 9,8 , m/s^2 times (3 , s)^2
s = 4,9 times 9
Para s = 44,1 , m segundos:

Resposta

Ao final de cada segundo de queda, a posição da bola foi:
  • 1 segundo: 4,9 metros
  • 2 segundos: 19,6 metros
  • 3 segundos: 44,1 metros

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