PUC-Rio 2023 (Grupo 2) — questão 20 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade inicial da bola.

Passo 1 — a função da velocidade. Na subida, a gravidade freia a bola em 10 m/s a cada segundo:

$$v = v_0 - g\,t$$

Passo 2 — a condição dada. Em t = 0,5 s, $v = v_0/2$:

$$\frac{v_0}{2} = v_0 - 10 \cdot 0{,}5$$

$$\frac{v_0}{2} = 5{,}0 \Rightarrow v_0 = 10\ \text{m/s}$$

Conferindo: em 0,5 s a bola perde 5 m/s; de 10 m/s vai para 5 m/s, que é a metade.

⚠️ A armadilha: parar em $v_0/2 = 5{,}0$ e responder 5,0 m/s (alternativa B): esse é o valor da perda de velocidade, que é a metade de $v_0$. A massa de 2,0 kg não entra na conta.

A ideia em uma frase: na subida, a velocidade cai g · t; se em 0,5 s caiu pela metade, essa metade vale 5 m/s.

Resposta: alternativa C (10 m/s).