Enunciado

Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 2.Perguntas Objetivas - Ex. 10

Uma pedra é lançada para baixo do topo de uma torre de 40,0 m de altura com velocidade inicial de 12 m/s. Supondo que a resistência do ar seja desprezível, qual será a velocidade da pedra antes de tocar o chão?

28 m/s

30 m/s

56 m/s

784 m/s

São necessárias mais informações.

Passo 1

Se é o caso de um lançamento (ou simplesmente abandono) de um objeto de uma determinada altura, a gente tem um caso de queda livre. Quedas livres são movimentos uniformemente acelerados, em que a aceleração é a atração gravitacional, que aqui vamos supor valer .

Na cinemática, a gente tem 3 equações básicas que descrevem movimentos uniformemente acelerados, que são as seguintes:

,que descreve a posição de um corpo ao longo do tempo quando ele tem aceleração;

,que descreve a velocidade de um corpo ao longo do tempo quando ele tem aceleração

,equação de Torricelli, que descreve a velocidade de um corpo, com aceleração, em função do espaço percorrido por ele, sem necessitar saber o tempo.

Qual delas usar?

Passo 2

Pelo enunciado, você viu que não nos foram dadas informações sobre o tempo da queda. Assim, só tem como a gente usar a equação de Torricelli. Ela contempla todos os dados que a gente tem! Vamos aplicar nossos dados nela!

Em que é a velocidade final da pedra, imediatamente antes de tocar o chão (nossa incógnita!); é a velocidade inicial do movimento de queda livre, que no caso vale ; é a aceleração, que nesse caso é a da gravidade, que vale ; é o deslocamento total da pedra no movimento, que vale (a altura da torre).