EXERCÍCIOS RESOLVIDOS SOBRE QUEDA LIVRE
📘 Lista Detalhada – Queda Livre (Resoluções Passo a Passo)
Clique em "Mostrar resolução" para visualizar a resolução completa, com explicações, unidades e dicas de prova.
1) (UFRJ)
Um corpo em queda livre percorre certa distância vertical em 2 s; logo, a distância percorrida em 6 s será:
A) dupla B) tripla C) seis vezes maior D) nove vezes maior E) doze vezes maior
2) (PUC)
Um objeto é lançado verticalmente para cima com velocidade inicial v₀ = 30 m/s. Considere g = 10 m/s². Determine o tempo total que leva para voltar à base do lançamento.
A) 3 s B) 4 s C) 5 s D) 6 s E) 7 s
Resolução passo a passo
1) Quando o objeto é lançado para cima, a aceleração é para baixo: a = −g (g = 10 m/s²).
2) Tempo de subida até a velocidade cair a zero (v = 0): use v = v₀ − g·t.
0 = 30 − 10·t ⇒ 10·t = 30 ⇒ t = 3 s
Este é o tempo que o objeto demora para atingir a altura máxima.
3) O movimento é simétrico (se desprezarmos resistência do ar): tempo de descida = tempo de subida.
4) Tempo total = subida + descida = 3 s + 3 s = 6 s.
Resposta: D) 6 s
3) (UFMS)
Um corpo em queda livre passa por um ponto A com velocidade 10 m/s e por um ponto B com velocidade 50 m/s. Considerando g = 10 m/s², qual é a distância vertical entre A e B?
A) 100 m B) 120 m C) 140 m D) 160 m E) 240 m
Resolução passo a passo
1) Use a equação de Torricelli (não depende do tempo):
v² = v₀² + 2 g Δh
Neste caso, v₀ = 10 m/s (vel no ponto A), v = 50 m/s (vel no ponto B), g = 10 m/s². Tomamos Δh = distância de A até B (positiva no sentido de aumento de velocidade).
2) Substituindo:
(50)² = (10)² + 2·10·Δh
2500 = 100 + 20·Δh
3) Isolando Δh:
20·Δh = 2400 ⇒ Δh = 2400 / 20 = 120 m
Resposta: B) 120 m
4) (Problema prático)
Uma esfera de massa 3 kg é solta do alto de um prédio cuja altura é 40 m. Calcule a velocidade da esfera ao atingir o chão. (Considere g = 10 m/s²)
Resolução passo a passo
1) Equação de Torricelli:
v² = v₀² + 2 g h
Aqui v₀ = 0 (soltada), g = 10 m/s², h = 40 m.
2) Substituindo:
v² = 0 + 2·10·40 = 800
3) Raiz quadrada:
v = √800 = √(16·50) = 4·√50 ≈ 4·7,071 = 28,28 m/s
Velocidade ao impacto: v ≈ 28,3 m/s
5) (Projétil - altura mínima para 60 m/s)
Um projétil precisa atingir 60 m/s para perfurar a pele humana. Em queda livre (desprezando resistência do ar), qual a altura mínima aproximada de onde ele deve ser solto? Opções:
A) 180 m B) 200 m C) 240 m D) 300 m
Resolução passo a passo
1) Use Torricelli para relacionar velocidade final e altura:
v² = v₀² + 2 g h
Aqui v₀ = 0 (solto), v = 60 m/s, g = 10 m/s². Queremos h.
2) Resolva para h:
h = v² / (2 g) = 60² / (2·10) = 3600 / 20 = 180 m
Altura mínima: A) 180 m
Observação: Em todas as resoluções foi adotado g = 10 m/s², conforme enunciados. Se seu professor exigir 9,8 m/s², as operações seguem idênticas e apenas os valores numéricos mudam um pouco.
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📚 Referências do Conteúdo
Todo o conteúdo apresentado foi elaborado com base em materiais consagrados e confiáveis de Física, garantindo precisão conceitual e clareza didática:
- Halliday, Resnick & Walker – Fundamentos de Física
- Young & Freedman – Física Universitária
- Hewitt – Física Conceitual
- Banco de questões: ENEM, Fuvest, Unesp, Unicamp, UFRJ, UFMS e PUC
- Material didático e orientações do Professor Lucas – Blog Professor de Ciências
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