Física, perguntado por gabriellenogueira09, 5 meses atrás

alguém pode ajudar ??

um corpo é abandonado de uma altura de 40m. determine o tempo necessário para que esse corpo chegue a metade do caminho e a sua velocidade nesse ponto, bem como atingir o chão.

(coloquem a conta pfv) ​

Soluções para a tarefa

Respondido por Buckethead1
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\texttt{Ol\'a! :D}\\\rule{7cm}{0.01mm}

Esse é um problema de queda livre. Para um entendimento do movimento sempre é bom fazer um esboço. Veja a imagem.

Primeiro vamos encontrar o tempo até chegar na posição 20m. Perceba que o exercício também pede para calcular o tempo em 40 metros, então para facilitar vamos manipular a função horária da posição em M.R.U.V.:

\huge {\underline{\boxed{\tt y = y_0 + \upsilon_0 t + \tfrac{1}{2}gt^2}}}

Veja que na figura adotamos como referencial o ponto onde o corpo - ponto material - é abandonado, ou seja, marcamos como origem do sistema e começamos a contar o tempo a partir de zero segundos. Note que, se o corpo é simplesmente abandonado, logo sua velocidade inicial é zero. Então:

\large \tt y = y_0 +  \cancel{\upsilon_0 t}^{^{0} }  + \tfrac{1}{2}gt^2\:\:\:\: \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \: \\ \large \tt y = y_0 + \tfrac{1}{2}gt^2 \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \: \\ \large \tt y -  y_0=  \cancel{y_0 } - \cancel{y_0 }+ \tfrac{1}{2}gt^2 \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \: \\ \large \tt 2(y -  y_0)=  \tfrac{1}{ \cancel2}gt^2 \cdot  \cancel2 \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \: \\ \large \tt  \frac{2(y -  y_0)}{g}=  \cancel gt^2 \cdot \tfrac{1}{ \cancel g} \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \: \\ \large \tt  \sqrt{ \frac{2(y -  y_0)}{g}}= \sqrt{ t^2}   \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \:  \\  \huge {\underline{\boxed{\tt \therefore\:t =  \pm \sqrt{ \frac{2(y -  y_0)}{g}}}}}

Tal que, no S.I.:

y = posição final - [ m ];

y₀ = posição inicial - [ m ];

t = tempo final - [ s ];

g = 9,81 m/s² = aceleração no campo gravitacional terrestre - [ ms⁻² ]

Como só existe tempo positivo, vamos considerar a raiz positiva dessa equação. A partir disso praticamente morreu a questão.

Agora podemos calcular o tempo em qualquer posição da trajetória do corpo.

Vamos calcular o tempo até o corpo chegar à metade do trajeto, ou seja, y = 20m:

\large \tt t =  \sqrt{ \frac{2(20 -  0)}{9.81}}\\ \large \tt \\ \large \red{\underline{\boxed{\tt \therefore\:t = 2.02 \: s}}} \:  \:  \:

Para saber a velocidade em determinado ponto é necessário utilizar a função horária da velocidade em M.R.U.V., denotada por:

\huge{\underline{\boxed{\tt  \upsilon =  \upsilon_0 + g  t}}}

Já vimos que a velocidade inicial é zero, logo:

\large \tt \upsilon =   \cancel{\upsilon_0}^{^{0} }  + 9.81 \cdot 2.02\\ \large \red{\underline{\boxed{\tt \therefore\: \upsilon = 19.81 \:ms ^{ - 1} }}} \:  \:  \:  \:

Para quando o corpo tocar ao solo, você deverá seguir a mesma lógica:

Tempo em 40m:

\large \tt t =  \sqrt{ \frac{2(40 -  0)}{9.81}}\\ \large \red{\underline{\boxed{\tt \therefore\:t = 2.86 \: s}}} \:  \:  \:

Velocidade em 40m:

\large \tt \upsilon =   \cancel{\upsilon_0}^{^{0} }  + 9.81 \cdot 2.86\\ \large \red{\underline{\boxed{\tt \therefore\: \upsilon = 28.04 \:ms ^{ - 1} }}} \:  \:  \:  \:

Anexos:

cheilakelle: pelo jeito suas letras devem ser bonitas.
Buckethead1: rsrs aquela letra que eu escrevi referencial nem é minha letra usual, é caligrafia técnica
Buckethead1: minha letra é bem diferente kjkkk
cheilakelle: hehehe pelo menos você sabe escrever assim, acho que minha caligrafia técnica não sairia assim não jkkkk
cheilakelle: a minha tbm, skks
Buckethead1: acho que sairia, ela é bem padronizada, vc conseguiria facilmente
cheilakelle: =]
cheilakelle: bye....♡
cheilakelle: Boa noite!
Buckethead1: tchau, tchau, boa noite! ♡
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