Do alto da torre de uma igreja, uma ave de rapina observa uma possível presa, parada exatamente abaixo do ponto em que espreitava o solo. Inicia então ataque, abandonando seu corpo em queda livre por 2 s para em seguida desacelerar sua queda quase que instantaneamente enquanto agarra sua vítima. Devido à aerodinâmica do corpo da ave e ao tempo de queda nesse movimento vertical, pode-se ignorar a força de resistência ao movimento causada pelo ar. Sendo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², a distância do ponto de observação da ave de rapina até sua presa era de
(a) 20 m.
(b) 25 m.
© 30 m.
(d) 35 m.
(e) 40 m.
(a) 20 m.
(b) 25 m.
© 30 m.
(d) 35 m.
(e) 40 m.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente tem uma ave de rapina que está no alto de uma torre e decide atacar sua presa, que está bem embaixo dela. A ave cai em queda livre por 2 segundos antes de parar quase que de repente para pegar a presa. A questão quer saber qual é a distância entre o ponto de observação da ave e a presa. Para resolver isso, vamos precisar usar os conceitos de movimento uniformemente acelerado, especificamente a queda livre, onde a única força atuando é a da gravidade.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é queda livre. Quando um objeto está em queda livre, ele está sendo acelerado apenas pela gravidade, sem resistência do ar. A fórmula que usamos para calcular a distância percorrida nesse caso é:
Onde:
- $ s $ é a distância percorrida,
- $ g $ é a aceleração da gravidade (que é $ 10 , m/s^2 $ conforme a questão),
- $ t $ é o tempo de queda.
Passo 3
Vamos substituir os valores na fórmula. Sabemos que:
- $ g = 10 , m/s^2 $,
- $ t = 2 , s $.
Então:
Passo 4
Agora, vamos calcular passo a passo:
Primeiro, calculemos $ t^2 $:
Depois, multiplicamos por $ g $:
Por fim, multiplicamos por $ \frac{1}{2} $:
Resposta
A distância entre o ponto de observação da ave e sua presa era de 20 metros.
Alternativa (a)
Alternativa (a)