Enunciado

Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 2.Exercícios e Problemas - Ex. 51

Uma bola de chumbo é deixada cair em um lago a partir de um trapiche acima da água. Depois de entrar na água, ela afunda até o fundo com velocidade constante e igual àquela com a qual colidiu com a água. A bola chega ao fundo 3,0 s após ter sido solta. Qual é a profundidade do lago?

Passo 1

Se liga! Quando a bola é solta, sua velocidade é igual a ZERO. Sendo assim, podemos considerar que a bola é um corpo em queda livre.

Usando a equação de Torricelli

Podemos achar a velocidade com que ela atinge a água, considerando que a bola ganha velocidade devido a gravidade.

Como a distância do ponto de saída até a superfície da água é

Temos

Passo 2

Como a bola toca o fundo do lago após ter sido solta, devemos levar em consideração o tempo que ela demora para tocar o lago. Neste caso, queremos o tempo de queda

Como após tocar a água a bola se move com velocidade constante durante

podemos dizer que o movimento é uniforme, sendo sua função horária dada por

Como queremos apenas a profundidade do lago, diremos que

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Resposta

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