Queda Livre
Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Queda Livre com questões de Vestibulares.
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1. (UFMS) Um corpo em queda livre sujeita-se à aceleração gravitacional g 10 m/s². Ele passa por um ponto A com velocidade 10 m/s e por um ponto B com velocidade de 50 m/s. A distância entre os pontos A e B é:
- 100 m
- 120 m
- 140 m
- 160 m
- 240 m
Resposta: B
Resolução:
2. (UERJ) Foi veiculada na televisão uma propaganda de uma marca de biscoitos com a seguinte cena:
um jovem casal está num mirante sobre um rio e alguém deixa cair lá de cima um biscoito. Passados alguns segundos, o rapaz se atira do mesmo lugar de onde caiu o biscoito e consegue agarrá-lo no ar.
Em ambos os casos, a queda é livre, as velocidades iniciais são nulas, a altura da queda é a mesma e a resistência do ar é nula.
Para Galileu Galilei, a situação física desse comercial seria interpretada como:
- impossível, porque a altura da queda não era grande o suficiente
- possível, porque o corpo mais pesado cai com maior velocidade
- possível, porque o tempo de queda de cada corpo depende de sua forma
- impossível, porque a aceleração da gravidade não depende da massa dos corpos
Resposta: D
Resolução:
3. (UEA) Um corpo é abandonado em queda livre e, em seu movimento descendente, passa pelo ponto A com velocidade de 2 m/s e pelo ponto B com velocidade de 8 m/s, conforme a figura.
Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s², a distância d entre os pontos A e B é
- 3 m.
- 7 m.
- 5 m.
- 4 m.
- 6 m.
Resposta: A
Resolução:
Podemos resolver esse problema usando as equações da cinemática.
Sabemos que a aceleração da gravidade é de 10 m/s² e que o corpo é abandonado em queda livre. Portanto, a aceleração do corpo é igual à aceleração da gravidade, ou seja, a = g = 10 m/s².
Também sabemos que a velocidade inicial no ponto A é de 2 m/s e a velocidade final no ponto B é de 8 m/s.
Usando a equação da velocidade final, relacionando a velocidade final, a velocidade inicial, a aceleração e o tempo, temos:
v² = v₀² + 2ad
Onde:
v = velocidade final (8 m/s)
v₀ = velocidade inicial (2 m/s)
a = aceleração (10 m/s²)
d = distância entre os pontos A e B (o valor que queremos encontrar)
Substituindo os valores conhecidos na equação, temos:
(8)² = (2)² + 2(10)d
64 = 4 + 20d
60 = 20d
d = 60/20
d = 3 m
04. (PUCC) Duas bolas A e B, sendo a massa de A igual ao dobro da massa de B, são lançadas verticalmente para cima, a partir de um mesmo plano horizontal com velocidades iniciais. Desprezando-se a resistência que o ar pode oferecer, podemos afirmar que:
- o tempo gasto na subida pela bola A é maior que o gasto pela bola B também na subida;
- a bola A atinge altura menor que a B;
- a bola B volta ao ponto de partida num tempo menor que a bola A;
- as duas bolas atingem a mesma altura;
- os tempos que as bolas gastam durante as subidas são maiores que os gastos nas descidas.
Resposta: D
Resolução:
05. (PUC-PR) Em um planeta, isento de atmosfera e onde a aceleração gravitacional em suas proximidades pode ser considerada constante igual a 5 m/s², um pequeno objeto é abandonado em queda livre de determinada altura, atingindo o solo após 8 segundos. Com essas informações, analise as afirmações:
I. A cada segundo que passa a velocidade do objeto aumenta em 5 m/s durante a queda.
II. A cada segundo que passa, o deslocamento vertical do objeto é igual a 5 metros.
III. A cada segundo que passa, a aceleração do objeto aumenta em 4 m/s² durante a queda.
IV. A velocidade do objeto ao atingir o solo é igual a 40 m/s.
- Todas estão corretas.
- Somente as afirmações II e III estão corretas.
- Somente as afirmações I e II estão corretas.
- Somente as afirmações I e IV estão corretas.
- Somente a afirmação I está correta.
Resposta: D
Resolução:
06. (Mack) De um mesmo ponto, do alto de uma torre de 100m de altura abandona-se, do repouso, primeiramente um corpo e 1,0s depois um outro. Desprezando a resistência do ar e adotando g=10m/s², a distância entre esses corpos será de 15m após o último corpo abandonado ter percorrido a distância de:
- 3
- 2
- 4
- 5
- 6
Resposta: D
Resolução:
Podemos resolver esse problema analisando o movimento de queda livre dos corpos. O tempo que separa os dois corpos é de 1,0 segundo.
Sabemos que a altura da torre é de 100 metros e que a aceleração da gravidade é de 10 m/s².
Para o primeiro corpo, podemos usar a equação da queda livre para calcular a distância percorrida em 1,0 segundo:
d₁ = (1/2)gt²
Substituindo os valores conhecidos:
d₁ = (1/2)(10)(1,0)²
d₁ = 5,0 m
Portanto, o primeiro corpo percorre 5,0 metros em 1,0 segundo.
Agora, para o segundo corpo, podemos usar a mesma equação, mas considerando o tempo total de queda, que é a soma do tempo de queda do primeiro corpo (1,0 segundo) e o tempo adicional para que o segundo corpo percorra a distância de 15 metros:
d₂ = (1/2)g(t + 1,0)²
Substituindo os valores conhecidos e considerando que a distância percorrida é de 15 metros:
15 = (1/2)(10)(t + 1,0)²
15 = 5(t + 1,0)²
Dividindo ambos os lados por 5:
3 = (t + 1,0)²
Tomando a raiz quadrada dos dois lados:
√3 = t + 1,0
t = √3 - 1,0 ≈ 0,732 segundos
Portanto, o tempo total de queda do segundo corpo é de aproximadamente 0,732 segundos.
Agora podemos calcular a distância percorrida pelo segundo corpo em seu tempo total de queda:
d₂ = (1/2)(10)(0,732)²
d₂ ≈ 2,97 metros
Portanto, o segundo corpo percorre aproximadamente 2,97 metros em seu tempo total de queda.
A distância entre os corpos será de 15 metros após o último corpo abandonado ter percorrido a distância total de d₁ + d₂:
15 = 5,0 + 2,97 + d
d ≈ 15 - 5,0 - 2,97
d ≈ 7,03 metros
Portanto, a distância percorrida pelo último corpo é de aproximadamente 7,03 metros.
07. (PUC-RJ) Uma bola é lançada verticalmente para cima. Podemos dizer que no ponto mais alto de sua trajetória:
- a velocidade da bola é máxima, e a aceleração da bola é vertical e para cima.
- a velocidade da bola é máxima, e a aceleração da bola é vertical e para baixo.
- a velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é nula.
- a velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é vertical e para cima.
- a velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é vertical e para baixo
Resposta: E
Resolução:
No ponto mais alto da trajetória da bola, sua velocidade é mínima e sua aceleração é vertical e para baixo.
Quando a bola é lançada verticalmente para cima, ela vai perdendo velocidade devido à ação da gravidade, até atingir o ponto mais alto de sua trajetória. Nesse ponto, a velocidade da bola é mínima, pois ela está mudando de direção, passando de uma trajetória ascendente para uma trajetória descendente.
A aceleração da bola, no ponto mais alto, continua sendo a aceleração da gravidade, mas agora atuando para baixo. A aceleração da gravidade é sempre vertical e para baixo, independentemente do sentido de movimento da bola.
Portanto, a opção correta é a letra E: a velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é vertical e para baixo.
08. (Mack) De um mesmo ponto, do alto de uma torre de 100m de altura abandona-se, do repouso, primeiramente um corpo e 1,0s depois um outro. Desprezando a resistência do ar e adotando g=10m/s², a distância entre esses corpos será de 15m após o último corpo abandonado ter percorrido a distância de:
- 3
- 2
- 4
- 5
- 6
Resposta: D
Resolução:
S = so + vot + at²/2
S = 10.1²/2
S = 5 m
O corpo 1 percorreu 5 metros enquanto o 2 não havia sido abandonado.
V = Vo + a.t
V = 10.1 (a velocidade do corpo 1 era de 10 m/s no instante em que o corpo 2 foi abandonado)
d1 - d2 = 15.
15 = (So + Vot + at²/2) - (So + Vot + at²/2)
15 = (5 + 10.t + 10.t²/2) - (5t²)
10 = 10 t + 5t² - 5t²
10 = 10 t
t = 1 s.
Em 1 s, o corpo 2 percorreu 5 metros (basta utilizar a fórmula).
Fonte: Pir2 - O fórum do Euclides
09. (PUCC) Um vaso de flores cai livremente do alto de um edifício. Após ter percorrido 320 cm, ele passa por um andar que mede 2,85 m de altura. Quanto tempo ele gasta para passar por esse andar? Desprezar a resistência do ar e assumir g = 10 m/s².
- 1,0s
- 0,80s
- 0,30s
- 1,2s
- 1,5s
Resposta: C
Resolução:
10. (UNESP) Conta-se que Isaac Newton estava sentado embaixo de uma macieira quando uma maçã caiu sobre sua cabeça e ele teve, assim, a intuição que o levou a descrever a lei da Gravitação Universal. Considerando que a altura da posição da maçã em relação à cabeça de Newton era de 5,0m, que a aceleração da gravidade local era g=10m/s2 e desprezando a resistência do ar, a velocidade da maçã no instante em que tocou a cabeça do cientista, em km/h, era:
- 36
- 15
- 20
- 10
- 72
Resposta: A
Resolução: