Questões Física Trabalho e energia

Considere um edifício em construção, constituído pelo andar térreo e mais dez andare...

Responda: Considere um edifício em construção, constituído pelo andar térreo e mais dez andares. Um servente de pedreiro deixou cair um martelo cuja massa é 0,5 kg a partir de uma altura do piso do décimo...


1Q265942 | Física, Trabalho e energia, Vestibular, UFPR, UFPR

Considere um edifício em construção, constituído pelo andar térreo e mais dez andares. Um servente de pedreiro deixou cair um martelo cuja massa é 0,5 kg a partir de uma altura do piso do décimo andar. Suponha que cada andar tem uma altura de 2,5 m e que o martelo caiu verticalmente em queda livre partindo do repouso. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e o martelo como uma partícula. Despreze a resistência do ar, a ação do vento e a espessura de cada piso.

Levando em conta as informações dadas, analise as seguintes afirmativas:

1. A velocidade do martelo ao passar pelo teto do 1º andar era 20 m/s.

2. A energia cinética do martelo ao passar pelo piso do 5º andar era maior que 100 J.

3. Se a massa do martelo fosse o dobro, o tempo de queda até o chão diminuiria pela metade.

Assinale a alternativa correta.

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Sumaia Santana
Por Sumaia Santana em 31/12/1969 21:00:00
Gabarito: Alternativa A
1ª) Verdadeira: O martelo caiu do piso do décimo andar (ou o teto do nono andar) até o teto do primeiro andar, percorreu 8 andares, o equivalente a 20 metros (sendo a altura de cada andar igual a 2,5 metros)
Por conservação de energia:
mv²/2 = mhg → v² = 2gh → v = √2hg → v = √2 x 10 x 20
v = √400 → v = 20 m/s

2ª) Falsa: Quando o martelo chegou ao piso do quinto andar, ele percorreu o equivalente a 4 andares (ou 10 metros).
Como há a conversão da energia potencial em energia cinética, podemos fazer o cálculo da variação da energia potencial para obter sua energia cinética. Ao calcular a energia potencial referente à mudança de altura de 10 metros, temos a energia cinética adquirida pelo martelo.
Ec = Ep → Ec = mgh → Ec = 0,5 x 10 x 10 → Ev = 50 J

3ª) Falsa: Não há resistência do ar, portanto, o martelo se encontra em queda livre a a única força exercida sobre o corpo é o seu peso.
A aceleração decorrente dessa força, responsável pela duração da queda, é a aceleração da gravidade, que tem o mesmo valor para todos os corpos.
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