Uma bola lançada verticalmente para cima retorna ao seu ponto de lançamento após 4 s. Encontre a velocidade inicial com a qual a bola foi lançada.
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo e quais conceitos vamos usar. O enunciado diz que uma bola é lançada verticalmente para cima e retorna ao ponto de partida após 4 segundos. Queremos encontrar a velocidade inicial com que a bola foi lançada. Para isso, vamos usar as equações do movimento uniformemente acelerado, considerando a aceleração da gravidade.
Passo 2
Sabemos que o tempo total de ida e volta da bola é de 4 segundos. Como o movimento para cima e para baixo leva o mesmo tempo, o tempo para atingir a altura máxima é metade desse tempo, ou seja:
Passo 3
A fórmula para o tempo de subida até a máxima altura é:
Onde:
-
é o tempo de subida, -
é a velocidade inicial, -
é a aceleração da gravidade ( ).
Passo 4
Queremos encontrar a velocidade inicial
. Vamos rearranjar a fórmula:
Substituindo os valores que temos:
Resposta
A velocidade inicial com que a bola foi lançada é de 19,6 m/s.