Do alto de um penhasco, uma pedra de massa 200 g é solta a partir do repouso, demorando 6 s para atingir o solo, com uma queda de 180 m. Desprezando qualquer influência do ar e considerando g = 10 m/s, 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.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma pedra de 200 gramas que é solta do repouso no alto de um penhasco e demora 6 segundos para chegar ao chão, percorrendo 180 metros. Queremos descobrir o trabalho realizado pelo peso da pedra durante essa queda livre. Para isso, vamos precisar entender conceitos de força peso, trabalho e usar algumas fórmulas básicas da física.

Passo 2

Primeiro, vamos converter a massa da pedra de gramas para quilogramas, porque a unidade padrão de massa no SI é o quilograma. Então:
200 g = 0,2 kg

Passo 3

Agora, vamos calcular a força peso da pedra. A força peso ($ F_p $) é dada pela fórmula:
Fp
Onde:
  • $ m $ é a massa (em kg)
  • $ g $ é a aceleração da gravidade (10 m/s², conforme o enunciado)
Substituindo os valores:
Fp = m times g ²

Passo 4

Entender o conceito de trabalho é essencial aqui. O trabalho ($ W $) realizado por uma força constante é dado pelo produto da força pela distância na direção da força. A fórmula é:
W
Onde:
  • $ F $ é a força (em N)
  • $ d $ é a distância (em metros)

Passo 5

Agora, vamos aplicar essa fórmula para calcular o trabalho realizado pelo peso da pedra durante a queda. Já sabemos que $ F_p = 2 N $ e a distância $ d = 180 m $.
Então:
Fp = 2 N

Resposta

A resposta correta é a letra e) 360 J.

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