Um objeto é abandonado de um ponto situado a 20 m do solo. Desprezando o efeito do ar e considerando
, determine: a velocidade com que o objeto atinge o solo;
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um objeto que é solto de uma altura de 20 metros acima do chão. Queremos descobrir com que velocidade esse objeto vai atingir o solo. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de cinemática, especificamente sobre movimento de queda livre. Precisamos saber a distância percorrida, a aceleração da gravidade (
) e utilizar as fórmulas de movimento para encontrar a velocidade final.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando um objeto é abandonado (ou seja, sua velocidade inicial
é zero), ele está em queda livre. A única força atuando sobre ele é a gravidade, que faz com que sua velocidade aumente conforme ele cai.
Passo 3
A fórmula que relaciona a velocidade final (
), a velocidade inicial (
), a aceleração (
) e a distância percorrida (
) é:
Como o objeto é abandonado, a velocidade inicial
é zero. Então, a fórmula simplifica para:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores conhecidos na equação. Sabemos que
e
. Substituindo:
Passo 5
Para encontrar a velocidade final
, tiramos a raiz quadrada de ambos os lados da equação:
Resposta
A velocidade com que o objeto atinge o solo é de 20 metros por segundo.