(Ufpi 2000)
Um jogador de basquetebol consegue dar um grande impulso ao saltar e seus pés atingem a altura de 1,25 m. A aceleração da gravidade no local tem o valor de 10 m/s2. O tempo que o jogador fica no ar, aproximadamente, é:
Vamos começar ilustrando a situação.
Ao saltar o jogador descreve uma trajetória oblíqua (v0 sua velocidade inicial e 𝛳 o ângulo que ele faz com a horizontal)
o próximo passo é projetarmos nosso sistema de coordenadas1
Em movimentos oblíquos nós podemos decompô-lo no eixo x e no y e é o que faremos
Esqueça o deslocamento horizontal, finga que ele não existem.
Olhando o eixo vertical no ponto mais alto a altura dos pés é 1,25 m enquanto que no ponto mais baixo a altura é 0 (de acordo com nosso sistema de coordenadas)
Segundo a equação de Torricelli v2 = v02 +2aΔs
v: velocidade final
v0: velocidade inicial
a: aceleração
Δs: espaço percorrido, posição final -posição inicial
Aqui estamos considerando o tempo de descida
No ponto mais alto da trajetória a velocidade vertical é nula, esta é a origem do deslocamento, sendo assim v0 = 0, v é o que vamos descobrir, a aceleração é a gravitacional que vale -10 m/s2 (negativa porque o y cresce para cima e a gravidade está sempre orientada para baixo) e neste caso como estamos trabalhando com movimento horizontal Δs é altura final -altura inicial (0 -1,25), sendo assim
v2 = 02 +2.(-10).(0 -1,25)
v2 = 25
v = ±5 m/s
A velocidade quando ele atinge o solo é -5 m/s porque está para baixo.
A velocidade de um corpo acelerado varia de acordo com a fórmula v = v0 +at
v: velocidade final
v0: velocidade inicial
t: tempo
Novamente, considerando o ponto mais alto como a origem do deslocamento a velocidade inicial é nula, v é -5 m/s e a aceleração continua sendo a gravidade à -10 m/s2 e t é o que iremos calcular
-5 = 0 +(-10)t
t = 0,5 s
Este é o tempo de descida
Em movimentos oblíquos o tempo de descida é igual ao tempo de subida, ou seja é 0,5 s subindo e 0,5 s descendo o que nos leva a conclusão que ele permaneceu 1 s no ar.
Gabarito letra a.
1: não é necessário explicitar o sistema de coordenadas usado, estamos fazendo isso aqui apenas para deixar mais didático e comumente adota-se o padrão, y crescendo para cima e x para direita
nas questões em que as coordenadas não tiverem sido claramente declaradas adote o padrão.
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