Como arma e calcular esse problema de fisica e qual o tipo de movimento???

Engenharia Física
Uma bola rola do alto de uma escada com velocidade horizontal de módulo v0=4m/s. Cada degrau tem 50 cm de largura e 50 cm de altura. Desprezando a influência do ar, determine, que degrau a bola tocará primeiro.
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Ferdinand perguntou há 8 anos

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Professor André C.
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Respondeu há 8 anos
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Bom dia Ferdinand. O tipo de movimento, como muitas coisas na Física, depende do referencial, pois o movimento horizontal é caracterizado por um movimento retilíneo uniforme (linear); o movimento vertical e caracterizado por um movimento uniformemente variado (parábola); o movimento como um todo, considerando ambas as direções, também é descrito por uma parábola. Temos que os movimentos são descritos da seguinte maneira: Deslocamento Horizontal: S = So + vo · t (Valor no eixo X) Considerando So = 0 m e sabendo que vo = 4 m/s, temos que: x = 4 · t Escrevendo t em função de x t = x/4 Deslocamento Vertical: S = So + vo · t + (g · t²)/2 (Valor no eixo Y) Considerando So = 0 m e sabendo que vo = 0 m/s, pois a velocidade vertical inicial é igual a zero. Dessa maneira, temos que: y = (g · t²)/2 Considerando g = 10 m/s² y = (10 · t²)/2 y = 5 · t² Escrevendo y em função de x y = 5 · (x/4)² y = 5x² / 16 Temos que o ângulo formado pelos vetores de deslocamento horizontal e vertical é dado pelo coeficiente linear da reta tangente, em que a tangente do ângulo é igual a deltaY/deltaX. Como o tamanho horizontal e vertical de cada degrau é igual (50 cm), tem-se que deltaY = deltaX = 50 cm = 0,5 m, e portanto a tangente é igual a 1. Assim, o ângulo é de 45° e o deslocamento em X será sempre igual ao deslocamento em Y. Esses resultados "dizem" que podemo igualar as duas funções, pois o deslocamento vertical é igual ao deslocamento horizontal. Fazendo y = x, tem-se que: 5x² / 16 = x Dividindo ambos os lados por x, tem-se: 5x / 16 = 1 5x = 16 x = 16/5 x = 3,2 m Portanto, o deslocamento horizontal será de 3,2 m, como cada degrau tem 0,5 m, então 3,2 / 0,5 = 6,4 degraus. Logo a bola passará o 6° degrau e cairá no 7° degrau. Espero ter ajudado e bons estudos.

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