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Enunciado

Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 2.Perguntas Objetivas - Ex. PO2.6

Uma flecha é atirada diretamente para cima com velocidade inicial de 15,0   m / s . Depois de quanto tempo a flecha se move para baixo com velocidade de 8,00   m / s ? 

a )   0,714   s

b )   1,24   s

c )   1,87   s

d )   2,35   s

e )   3,22   s

Passo 1

Vamos dividir em dois passos. Primeiro, a gente precisa saber quanto tempo a flecha levou desde o lançamento pra cima até o momento imediatamente antes da queda, ou seja, quando ela perdeu totalmente a velocidade e parou no ar.

Lembra da formulinha da cinemática V = V 0 + a t ?

É ela que vamos usar agora.

Bom, a velocidade inicial do lançamento pra cima é V 0 = 15,0   m / s , a velocidade final, nesse primeiro passo, é zero (quando a flecha para no ar), ou seja, V = 0   m / s . Vamos considerar a , nesse caso a aceleração da gravidade, valendo a = 10   m / s 2 .

Vamos ter:

0 = - 15 + 10 ∙ t

10 t = 15

∴ t = 1,5   s

Repara que aqui o sinal de V 0 = 15   m / s foi trocado, mas só por questão de convenção, porque o sentido da velocidade da flecha, enquanto sobe, é contrário ao da aceleração da gravidade, ok!

Passo 2

O segundo passo é calcular quanto tempo levou desde o início da queda da flecha (momento em que ela está parada no ar) até ela alcançar uma velocidade de queda livre de 8   m / s .

Usamos a mesma fórmula, considerando agora V 0 = 0   m / s , V = 8   m / s e a mesma aceleração da gravidade. Assim, a gente vai ter:

8 = 0 + 10 ∙ t

10 t = 8

∴ t = 0,8   s

Por fim, o tempo total vai ser a soma dos tempos encontrados. Temos:

1,5   s + 0,8   s = 2,3   s

A alternativa mais próxima é a letra d)

Resposta

Alternativa d) 2,35   s

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