Movimento Horizontal

Física Velocidade EM Movimento 2
Tomaz está no alto de uma plataforma situada em um terreno plano. Ele lança duas pedras — I e II —, horizontalmente, uma após a outra. A pedra I é lançada com uma velocidade de 4 m/s, e a pedra II, cuja massa é duas vezes maior que a da pedra I, é lançada com uma velocidade 4 vezes maior. Seja d1 a distância da base da plataforma até o ponto em que a pedra I atinge o solo, e t1 o tempo que ela permanece no ar desde o instante em que é lançada. Para a pedra II, esses valores são d2 e t2, respectivamente. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que : A) d2 = 2d1 e t2 = t1. B) d2 = 2d1 e t2 = t1/2. C) d2 = 4d1 e t2 = t1/2. D) d2 = 4d1 e t2 = t1. Obs : O gabarito mostra a letra d) como verdadeira,mas como a questão não desconsiderou a resistência do ar,assim como a massa da pedra 2 e duas vezes maior do que a da pedra 1,não seria correto dizer que o tempo 2 é menor que o tempo 1?
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Marcelo perguntou há 7 anos

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Professor Miguel B.
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Respondeu há 7 anos
Boa tarde, Marcelo. Primeiramente, estamos falando sobre lançamento de projéteis: a massa dos projéteis (se desconsiderarmos a resistência do ar) não é relevante para o problema. Sendo assim, a única coisa importante são as velocidades iniciais. A pedra I é lançada com uma velocidade inicial v1 = 4m/s; A pedra II é lançada com uma velocidade inicial 4*v1 = 16m/s; Essas velocidades são na direção horizontal. Em nosso problema, a única força que atua sobre as pedras é vertical, sendo a força causada pela atração gravitacional da Terra. Sendo assim, na direção horizontal, as velocidades permanecem constantes. Elas irão acelerar na direção vertical numa mesma taxa, que é a aceleração g. Como, inicialmente, as pedras não tinham nenhuma velocidade na direção vertical, elas precisarão do mesmo tempo para cair de uma distância y (altura do lançamento até o chão). Disso, tiramos que t1 = t2, e podemos descartar as opções B) e C). Como na direção horizontal as velocidades as pedras são mantidas constantes durante todo o trajeto, e como elas ficam o mesmo tempo em "queda", podemos usar a relação entre velocidade, tempo e distância: v1 = d1/t1 => d1 = v1*t1 v2 = d2/t2 => d2 = v2*t2 t1 = t2 = T, v2 = 4v1 (Como os tempos t1 e t2 são iguais, resolvi chamar eles de T, para não precisar ficar carregando os índices 1 e 2) d1 = v1*T d2 = 4v1*T d2 = 4*d1 Então, chegamos na resposta como sendo a letra D) É muito importante notar, nesses casos, que a MASSA NÃO INFLUENCIA na velocidade com a qual as coisas caem. Desconsiderando a resistência do ar, se eu lançar duas pedras, uma de 100kg e outra de 50kg, do alto de uma torre, estas duas pedras irão atingir o chão ao mesmo tempo - supondo que elas tenham sido largadas, isso é, se velocidade inicial na direção vertical. Este é um exemplo da famosa experiência de Galileu Galilei na Torre de Pizza - que nunca ocorreu, mas é uma boa forma para ilustrar o problema. Mesmo assim, Galileu fez experiências que concluíram que objetos de massas diferentes caem numa mesma velocidade. Espero ter ajudado. Abraço e bons estudos.

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