Um site publicou duas afirmações sobre um corpo de 1,0 kg solto de 5,0 m: (A) atinge o solo com velocidade 10…

Questão

Um site publicou duas afirmações sobre um corpo de 1,0 kg solto de 5,0 m: (A) atinge o solo com velocidade 10 m/s; (B) atinge com 9,9 m/s. Como avaliador crítico, determine a velocidade esperada usando g = 10 m/s², discuta por que as duas afirmações diferem e descreva dois procedimentos experimentais (ou medições digitais) que permitam validar ou refutar as afirmações, apontando pressupostos importantes.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculo teórico: v = v(2·g·h) = v(2·10 m/s²·5,0 m) = v(100) = 10 m/s. A diferença para 9,9 m/s pode decorrer do uso de g = 9,81 m/s² (v(2·9,81·5,0) ˜ 9,90 m/s) ou de arredondamentos/medidas. Pressupostos: queda livre sem resistência do ar (massa irrelevante nesse modelo), medição precisa da altura e consideração de g local. Procedimentos experimentais sugeridos: (1) Medir o tempo de queda com fotogates ou cronômetro eletrônico; calcular v ˜ g·t (ou usar v = v(2·g·h) com h medido) e estimar incerteza; (2) Registrar a queda com câmera de alta velocidade e obter velocidade final por derivação numérica da posição vs tempo ou usar sensor de impacto/placa sensível para medir velocidade de contato. Em ambos, reportar incertezas e verificar se diferenças entre 10,0 m/s e 9,9 m/s estão dentro das margens de erro; discutir efeitos da resistência do ar e precisão de g adotado.

Explicação

A explicação apresenta o cálculo da velocidade de um corpo em queda livre, considerando a aceleração da gravidade e a altura, e discute as possíveis razões para a diferença entre os valores apresentados. Além disso, sugere dois métodos experimentais que permitem medir a velocidade de forma precisa, ressaltando a importância de considerar as incertezas e os pressupostos envolvidos na experiência. Isso demonstra uma compreensão clara dos conceitos de física e da importância da validação experimental.

Raio-X da questão

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