Um professor lança uma esfera verticalmente para cima, a qual retorna, depois de alguns segundos, ao ponto de lançamento. Em seguida, lista em um quadro todas as possibilidades para as grandezas cinemáticas.
*Grandezas com módulo nulo não têm sentido definido.
Ele solicita aos alunos que analisem as grandezas cinemáticas no instante em que a esfera atinge a altura máxima, escolhendo uma combinação para os módulos e sentidos da velocidade e da aceleração.
A escolha que corresponde à combinação correta é
- A
v = 0 e a ≠ 0 para cima.
- B
v ≠ 0 para cima e a = 0.
- C
v = 0 e a ≠ 0 para baixo.
gabarito - D
v ≠ 0 para cima e a ≠ 0 para cima.
- E
v ≠ 0 para baixo e a ≠ 0 para baixo.
Resolução
A resposta correta é a alternativa C, que afirma que a velocidade é zero (v = 0) e a aceleração é diferente de zero e para baixo (a ≠ 0 para baixo).
Quando um objeto é lançado verticalmente para cima, ele sobe desacelerando até atingir o ponto mais alto de sua trajetória. Nesse ponto mais alto, a velocidade do objeto é zero, pois ele para momentaneamente antes de começar a cair de volta para baixo. Portanto, a velocidade no ponto mais alto é zero (v = 0).
No entanto, mesmo no ponto mais alto, o objeto ainda está sujeito à aceleração da gravidade, que atua para baixo. A aceleração da gravidade é uma força constante que atua sobre todos os objetos próximos à superfície da Terra, fazendo com que eles acelerem em direção ao centro da Terra a uma taxa de aproximadamente \(9\). Portanto, mesmo quando a velocidade é zero no ponto mais alto, a aceleração ainda é diferente de zero e para baixo (a ≠ 0 para baixo).
Assim, a combinação correta das grandezas cinemáticas no instante em que a esfera atinge a altura máxima é a velocidade igual a zero e a aceleração diferente de zero e para baixo.