Uma pedra é atirada do alto de um penhasco em Marte com velocidade inicial de 10 m/s verticalmente para baixo. A pedra leva 2 s para atingir o solo. Podemos afirmar que a velocidade média da pedra durante a queda é: Considere a aceleração da gravidade em Marte 3,7 m/s².
A) 3,7 m/s
B) 8,7 m/s
C) 13,7 m/s
D) 17,4 m/s
E) 20 m/s
Preciso do cálculo e da explicação
A) 3,7 m/s
B) 8,7 m/s
C) 13,7 m/s
D) 17,4 m/s
E) 20 m/s
Preciso do cálculo e da explicação
Passo 1
Vamos resolver um exercício de cinemática, que é a parte da física que estuda o movimento dos objetos. O enunciado fala sobre uma pedra lançada verticalmente para baixo de um penhasco em Marte, com uma velocidade inicial de 10 m/s. A pedra leva 2 segundos para atingir o solo, e precisamos descobrir qual é a velocidade média durante essa queda. Para resolver, vamos precisar usar as fórmulas de movimento uniformemente acelerado.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é velocidade média. A velocidade média é calculada dividindo-se a distância total percorrida pelo tempo total gasto. A fórmula é:
onde:
- $ v_{média} $ é a velocidade média,
- $ \Delta s $ é a deslocamento total,
- $ \Delta t $ é o tempo total.
Passo 3
Para encontrar o deslocamento total ($ \Delta s $), usamos a fórmula do movimento uniformemente acelerado:
onde:
- $ v_0 $ é a velocidade inicial,
- $ a $ é a aceleração (no caso, a gravidade em Marte),
- $ t $ é o tempo.
Passo 4
Substituindo os valores fornecidos:
Vamos calcular o deslocamento ($ \Delta s $):
Passo 5
Agora, usamos a fórmula da velocidade média:
Resposta
A velocidade média da pedra durante a queda é 13,7 m/s, ou seja, a alternativa C).