UFRGS 2011 — questão 1 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade de lançamento de um objeto que sobe 7,2 m.

Passo 1 — o que se sabe no ponto mais alto. Lá em cima a velocidade é zero. Sem resistência do ar, a aceleração é constante (a gravidade, apontando para baixo). Não há tempo na história, então a ferramenta é Torricelli:

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

$$0 = v_0^2 - 2 \times 10 \times 7{,}2$$

Passo 2 — a conta:

$$v_0^2 = 144 \;\Rightarrow\; v_0 = 12\ \text{m/s}$$

Conferindo pela energia: a energia cinética de lançamento vira energia potencial no topo: $\frac{v_0^2}{2} = g\,h$, ou seja, $v_0^2 = 2 \times 10 \times 7{,}2 = 144$. O mesmo resultado.

⚠️ A armadilha: parar em $v_0^2 = 144$ e marcar 144 m/s (alternativa A), esquecendo a raiz. Outra: fazer $v_0 = g\,h = 72$ (alternativa B), uma fórmula que não existe.

A ideia em uma frase: no lançamento vertical, a velocidade no topo é zero, e Torricelli dá $v_0 = \sqrt{2gh}$ sem precisar do tempo.

Resposta: alternativa D (12 m/s).