Question

Durante a pandemia da Covid-19, cientistas têm apresentado estudos confiáveis sobre as condutas seguras que podem evitar a transmissão do novo coronavírus. O uso obrigatório de máscaras em áreas de convivência pública é uma das medidas eficazes e validadas pela ciência. Porém, o espaçamento entre os indivíduos é a fronteira mais segura para evitar o possível contágio. Tais recomendações são baseadas em resultados experimentais do alcance de fluidos corporais na forma de gotículas expelidas pela boca e pelo nariz de uma pessoa, conforme a figura. Com base nos conhecimentos sobre mecânica e conservação de energia e considerando que, na figura, as gotículas saem pela boca e pelo nariz (despreze a diferença de altura entre a boca e nariz) com velocidade constante, a aceleração da gravidade no local é g = 9,8 m/s² e a resistência do ar é desprezada, assinale a alternativa correta.

a) Uma gotícula lançada durante a tosse e outra durante o espirro, simultaneamente, atingem o chão ao mesmo tempo.
b) A energia potencial gravitacional de uma gotícula expelida durante o espirro é maior que a de uma gotícula expelida durante a tosse.
c )A energia potencial gravitacional de uma gotícula expelida durante a exalação é menor que a de uma gotícula expelida durante a tosse.
d) Uma gotícula lançada durante a tosse, simultaneamente com uma gotícula da exalação, atinge o chão antes que a gotícula da exalação.
e) Uma gotícula lançada durante o espirro, simultaneamente com uma gotícula da tosse, atinge o chão depois da gotícula da tosse.

Answer 1

Resposta:

eu vou na letra d, espero q esteja correto

Answer 2

A alternativa correta é a letra A, pois o tempo de queda para as duas gotículas será mesmo, quer ela seja lançada pela tosse ou por um espirro.

Olá, vamos entender por que isso acontece?

Vamos lá!

Considerando que tanto na tosse como no espirro a gotícula será lançada horizontalmente a partir da mesma altura, podemos afirmar que, desprezando-se a resistência do ar, o tempo de queda nas duas situações será o mesmo pois:

$y=\frac{gt^2}{2}$

onde:

y é a altura que a gotícula vai percorrer até chegar ao chão.

Assim, notamos que o tempo de queda será dado por:

$t=\sqrt{\frac{2y}{g} }$

assim, como a altura é a mesma, teremos que o tempo será o mesmo.

Com base nisso, entendemos que a alternativa A está correta. Essa teoria também é suficiente para eliminarmos as alternativas D e E.

Para entendermos porque as alternativas C e D também estão erradas, temos que considerar a equação que nos permite calcular a energia potencial de um corpo. Ela é dada por:

$E_{pot}=mgh$

Assim, concluímos que a energia potencial depende apenas da massa, da aceleração da gravidade e da altura do corpo em relação ao referencial.

Por isso, podemos concluir que para todas as situações apresentadas, considerando a massa de todas as gotículas como sendo a mesma, a energia potencial será a mesma.

Logo, concluímos que a única alternativa correta é a letra A.

Abaixo encontramos o gráfico do tempo necessário para que uma gotícula chegue ao solo, considerando a altura média de uma pessoa informada na imagem.

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