Um mergulhador salta com uma velocidade horizontal de 2,00 m/s de uma plataforma que está 10,0 m acima da superfície da agua.
(a) A que distância horizontal da borda da plataforma está o mergulhador 0,800 s após início do salto?
(b) A que distância vertical acima da superfície da água está o mergulhador nesse instante?
© A que distância horizontal da borda da plataforma o mergulhador atinge a água?
(a) A que distância horizontal da borda da plataforma está o mergulhador 0,800 s após início do salto?
(b) A que distância vertical acima da superfície da água está o mergulhador nesse instante?
© A que distância horizontal da borda da plataforma o mergulhador atinge a água?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de física sobre movimento de projéteis. A situação é a seguinte: um mergulhador pula de uma plataforma com uma velocidade horizontal de 2,00 m/s, e essa plataforma está a 10,0 m acima da água. Vamos precisar usar conceitos de cinemática, que é a parte da física que estuda os movimentos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece quando o mergulhador pula. Como ele só tem velocidade horizontal inicial, a movimentação vertical é influenciada apenas pela gravidade. Para resolver a parte (a), que pede a distância horizontal após 0,800 segundos, precisamos usar a fórmula da velocidade constante:
Passo 3
Aplicando os valores que temos:
Passo 4
Agora, para a parte (b), queremos saber a distância vertical acima da água após 0,800 segundos. Como só a gravidade atua verticalmente, usamos a fórmula do deslocamento vertical para movimento uniformemente acelerado:
Onde:
- $ h $ é a altura final,
- $ h_0 $ é a altura inicial (10,0 m),
- $ g $ é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s²),
- $ t $ é o tempo (0,800 s).
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 6
Para a parte ©, queremos saber a distância horizontal quando o mergulhador atinge a água. Primeiro, precisamos descobrir quanto tempo ele leva para cair os 10,0 m. Usamos novamente a fórmula do deslocamento vertical, mas agora resolvemos para o tempo:
Agora, usamos esse tempo para calcular a distância horizontal:
Resposta
(a) A distância horizontal após 0,800 s é 1,60 metros.
(b) A distância vertical acima da água nesse instante é aproximadamente 6,86 metros.
© O mergulhador atinge a água a uma distância horizontal de cerca de 2,86 metros da borda da plataforma.