Uma pedra cai, sem velocidade inicial, da janela de um edificio num ponto situado a uma altura de 20 m . Calcule: (b) a velocidade da pedra no momento em que ela atinge o solo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma pedra que está caindo sem velocidade inicial de uma janela a 20 metros de altura. O que a gente precisa descobrir aqui é qual é a velocidade da pedra no exato momento em que ela bate no chão. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de cinemática, que estuda o movimento dos objetos. Vamos precisar das fórmulas que relacionam a altura, a aceleração da gravidade e a velocidade final.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando um objeto cai livremente, ele é acelerado pela gravidade. A aceleração da gravidade
na Terra é aproximadamente
. Como a pedra parte do repouso, a velocidade inicial
é zero.
Passo 3
A fórmula que vamos usar para achar a velocidade final
quando um objeto cai de uma altura
sem velocidade inicial é:
Essa fórmula vem da equação de movimento uniformemente acelerado, onde a velocidade final depende da aceleração da gravidade e da altura da queda.
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores que a gente tem na fórmula. Sabemos que
e
. Então:
Passo 5
Vamos calcular o que está dentro da raiz:
Então:
Resposta
A velocidade da pedra no momento em que ela atinge o solo é aproximadamente
.