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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 82 (CFS 2) da EEAR 2016

CFS 2 · Física: Queda livre e lançamento vertical

– Ao término de uma formatura da EEAR, um terceiro sargento recém formado, para comemorar, lançou seu quepe para cima na direção vertical, até uma altura de 9,8 metros. Adotando \text{g} = 10\ \text{m/s}^2 e desconsiderando o atrito com o ar, a velocidade de lançamento, em \text{m/s}, foi de

  1. A
    8
  2. B
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  3. C
    20
  4. D
    26
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Resolução comentada

Ao subir, o quepe perde velocidade por causa da gravidade, e no ponto mais alto a velocidade é zero. Sem atrito, a energia mecânica se conserva, e a energia cinética inicial vira energia potencial gravitacional.

Usamos a equação de Torricelli para o movimento vertical, com a velocidade final nula na altura máxima:

v^2 = v_0^2 - 2g\,h
  1. Na altura máxima, v = 0, então 0 = v_0^2 - 2gh, ou seja, v_0^2 = 2gh.
  2. Substituindo g = 10\ \text{m/s}^2 e h = 9{,}8\ \text{m}: v_0^2 = 2 \cdot 10 \cdot 9{,}8 = 196.
  3. Tirando a raiz: v_0 = \sqrt{196} = 14\ \text{m/s}.

Conferindo pela energia: \frac{m v_0^2}{2} = m g h leva ao mesmo resultado, v_0^2 = 2gh.

A velocidade de lançamento foi de 14\ \text{m/s}.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor sem relação com \sqrt{2gh}; não decorre de nenhuma conta correta com os dados.
  • CCorresponde a v_0=\sqrt{400}, como se h fosse 20 m, ou a 2\sqrt{gh} mal calculado; não usa h=9{,}8 m corretamente.
  • DValor sem relação com \sqrt{2gh}; supera muito o necessário para subir 9,8 m.

Assunto: Queda livre e lançamento vertical.

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Ver como caiu na prova Questão 82 no caderno CFS 2 da EEAR 2016

Fonte: EEAR 2016 · CFS 2. Prova oficial ↗