Uma pedra foi lançada verticalmente para cima. No momento em que ela está subindo, a:
A) velocidade diminui e a aceleração diminui
B) velocidade diminui e a aceleração aumenta
C) velocidade é constante e a aceleração diminui
D) velocidade diminui e a aceleração é constante
E) velocidade aumentar e aceleração é constante
A) velocidade diminui e a aceleração diminui
B) velocidade diminui e a aceleração aumenta
C) velocidade é constante e a aceleração diminui
D) velocidade diminui e a aceleração é constante
E) velocidade aumentar e aceleração é constante
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma pedra que foi lançada na vertical para cima. Estamos lidando com cinemática, que é a parte da física que estuda como os objetos se movem. Precisamos descobrir como a velocidade e a aceleração da pedra se comportam enquanto ela está subindo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece quando a pedra é lançada para cima. Assim que a pedra começa a subir, ela está se movendo contra a gravidade. A gravidade sempre puxa os objetos para baixo com uma aceleração constante, que chamamos de $ g $ (aproximadamente $ 9,8 , m/s^2 $).
Passo 3
Agora, sobre a velocidade: quando a pedra é lançada para cima, ela tem uma certa velocidade inicial. Conforme sobe, essa velocidade vai diminuindo porque a gravidade está agindo contra o movimento. Matemáticamente, podemos dizer que a velocidade $ v $ diminui com o tempo devido à aceleração da gravidade:
onde $ v_0 $ é a velocidade inicial e $ t $ é o tempo.
Passo 4
Quanto à aceleração, ela é constante durante todo o movimento da pedra. Isso porque a gravidade não muda enquanto a pedra está no ar (ignorando a resistência do ar). Portanto, a aceleração $ a $ é sempre igual a $ -g $:
O sinal negativo indica que a aceleração está na direção oposta ao movimento da pedra.
Passo 5
Juntando essas informações, enquanto a pedra está subindo:
- A velocidade está diminuindo porque $ v $ diminui com o tempo.
- A aceleração permanece constante em $ -g $.
Resposta
A alternativa correta é a D) velocidade diminui e a aceleração é constante.