Um estudante no topo de um edifício joga uma bola com água verticalmente para baixo. A bola deixa a mão do estudante com uma velocidade de
. A resistência do ar pode ser ignorada e a bola pode ser considerada em queda livre após o lançamento. Deixe todas as unidades de acordo com o sistema internacional (S. I.).
a) Calcule sua velocidade depois de 2000 ms (milisegundos) de queda.
a) Calcule sua velocidade depois de 2000 ms (milisegundos) de queda.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Um estudante joga uma bola para baixo de um edifício com uma velocidade inicial de
. Queremos descobrir qual será a velocidade da bola depois de
de queda livre, ou seja, sem considerar a resistência do ar. Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinemática, especificamente a velocidade em função do tempo no movimento uniformemente acelerado.
Passo 2
Primeiro, precisamos garantir que todas as unidades estão no Sistema Internacional (SI). Vamos converter as unidades dadas:
-
Velocidade inicial (
): -
Tempo (
):
Passo 3
Sabemos que na queda livre, a única aceleração atuando na bola é a aceleração da gravidade (
), que vale aproximadamente:
A fórmula para calcular a velocidade final (
) em um movimento uniformemente acelerado é:
Onde:
-
é a velocidade inicial, -
é a aceleração, -
é o tempo.
Passo 4
Vamos aplicar os valores na fórmula:
Resposta
Depois de
de queda livre, a velocidade da bola é de
para baixo.