Santa Marcelina 2019 — questão 51 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade do ornamento ao chegar à calçada.

Passo 1 — chegada ao toldo. Queda livre a partir do repouso, por 20 m (Torricelli):

$$v_1^2 = 2\,g\,h = 2 \times 10 \times 20 = 400$$

$$v_1 = 20\ \text{m/s}$$

Passo 2 — depois de rasgar o toldo. Sobra 10% dessa velocidade:

$$v_2 = 0{,}10 \times 20 = 2\ \text{m/s}$$

Passo 3 — os últimos 3 m. Nova queda, agora partindo com 2 m/s para baixo:

$$v^2 = v_2^2 + 2\,g\,h$$

$$v^2 = 4 + 2 \times 10 \times 3 = 64$$

$$v = 8\ \text{m/s}$$

⚠️ A armadilha: parar na velocidade logo depois do toldo (2 m/s, alternativa E), esquecendo que o ornamento ainda cai 3 m acelerando; ou ignorar os 2 m/s iniciais na última etapa, que dá $\sqrt{60} \approx 7{,}7$ m/s.

A ideia em uma frase: divida a queda em etapas e use Torricelli em cada uma, levando a velocidade de saída de uma como velocidade inicial da outra.

Resposta: alternativa A (8 m/s).