Um balão sobe verticalmente com movimento uniforme. Quatro segundos após deixar a partida, o piloto abandona uma pedra que chega ao solo dez segundos após a partida inicial. Determine em metros a altura em que a pedra foi abandonada. Despreze os atritos e adote g=10m/s²
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vejamos... há uma velocidade inicial do balão, que encontra em movimento ascendente...
Nos primeiros 4 segundos, temos que
H = ho + Vh.t
H = 4.Vh
Vh será o Vo após a pedra ser abandonada.
Para altura temos a equação do MRUV:
H = Ho + Vo.t + gt²/2
para esse movimento temos t = 6s após o início do movimento ao atingir novamente o solo H = 0
0 = 4Vh + Vh.6 + 10 . 6²/2
0 = 10Vh + 10 . 18
Vh = 18 m/s
H = 4Vh = 72m
A pedra foi abandonada de uma altura de 72m
consideremos: h= x
g= 10
t= 10
h=g*t²
-----------=
2
h=10*10²
----------
2
h=5*100= 500m
"o piloto abandona uma pedra"
pressupõe-se que a pedra parta do repouso
v○ = 0
se parte do repouso então convenciona-se que a pedra não tenha percorrido ainda nada (na realidade quem percorreu foi o balão, a pedra ainda não...)
h○ = 0
A gravidade é a da terra (9,80665 m/s²) iremos adotar o valor de
g = 10 m/s²
"despreze os atritos"
Neste caso, não iremos levar em conta a resistência do ar
***Atenção a estes detalhes***
"quatro segundos após deixar a partida"
"chega ao solo dez segundos após a partida inicial"
É fato que a pedra chega ao solo 10 segundos após a partida do balão. No entanto, ela só foi lançada de cima 4 segundos após a partida do balão, durante estes 4 segundos ela não caiu. Isso quer dizer que ela leva um tempo de 6 segundos para chegar ao solo (10s - 4s = 6s)
t = 6s
Equação horária do MUV (Movimento uniformemente variado)
s = s○ + v○.t + α.t² / 2
Faremos uma pequena adaptação
s → h
s○ → h○
α → g
Com isso teremos...
h = h○ + v○.t + g.t² / 2
De acordo com os dados conhecidos...
h○ = 0; v○ = 0; t = 6 s; g = 10 m/s²
Substituimos seus valores...
h = 0 + (0).(4) + 10.(6)² / 2
h = 180 m
Este é o valor da altura em que a pedra foi abandonada do balão e é também a altura que o balão atingiu no momento do lançamento da pedra.
Como a pedra é abandonada sua velocidade inicial é 0.
y=yo+vot+1/2gt²
y=0+0+5.10²
y= 500m.
Adotando a velocidade inicial da pedra = velocidade do balao
Balao
S = V*4
Pedra
S = V*10-10*10^2/2
S=10*V - 500
Subsitituindo uma na outra
0 = S +10*S/4 - 500
S = 142,8m
A pedra foi jogada a 1000 metros de altura.