UEA 2017 (SIS, 1ª série) — questão 45 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade com que o controle chega ao chão depois de cair, a partir do repouso, de 1,8 m.

Passo 1 — a equação certa. Em queda livre o movimento é uniformemente acelerado, com aceleração g. Temos a altura e queremos a velocidade, sem saber o tempo: é caso de Torricelli, com velocidade inicial zero (o controle é solto):

$$v^2 = v_0^2 + 2\,g\,h$$

$$v^2 = 0 + 2 \times 10 \times 1{,}8 = 36$$

$$v = 6\ \text{m/s}$$

Conferindo pelo tempo: $h = \frac{g t^2}{2}$ dá $1{,}8 = 5t^2$, logo $t = 0{,}6$ s; e $v = g t = 10 \times 0{,}6 = 6$ m/s.

Conferindo pela energia: sem resistência do ar, a energia potencial vira cinética: $mgh = mv^2/2$, e a massa cancela, dando de novo $v = \sqrt{2gh} = 6$ m/s.

⚠️ A armadilha: esquecer a raiz quadrada ou o fator 2. Sem o 2, $v^2 = 18$ e $v \approx 4{,}2$ m/s, o que leva a chutar 4 m/s (alternativa C).

A ideia em uma frase: queda a partir do repouso: v = √(2gh), que não depende da massa do objeto.

Resposta: alternativa D (6 m/s).