Questão 110

ENEM 2022

Física

(ENEM - 2022)

Em um dia de calor intenso, dois colegas estão a brincar com a água da mangueira. Um deles quer saber até que altura o jato de água alcança, a partir da saída de água, quando a mangueira está posicionada totalmente na direção vertical. O outro colega propõe então o seguinte experimento: eles posicionarem a saída de água da mangueira na direção horizontal, a 1 m de altura em relação ao chão, e então medirem a distância horizontal entre a mangueira e o local onde a água atinge o chão. A medida dessa distância foi de 3 m, e a partir disso eles calcularam o alcance vertical do jato de água. Considere a aceleração da gravidade de 10 m s^-2.

O resultado que eles obtiveram foi de

1,50 m.

2,25 m.

4,00 m.

4,50 m.

5,00 m.

Gabarito:

2,25 m.

Resolução:

Encontrando o tempo de queda quando a mangueira está posicionada na horizontal:

$H =v_0cdot t + frac{gt^2}{2}$

$v_0 = 0$

$H = frac{gt^2}{2}$

$1 = frac{10t^2}{2}$

$1 = frac{10t^2}{2} Rightarrow t^2 =frac{ 1cdot 2}{10}$

$t^2 =frac{ 2}{10}$

$t =sqrt{0,2} s$

Cálculo a velocidade inicial:

$Delta S = v_{0}cdot t$

$3 = v_{0}cdot sqrt{0,2}$

$v_{0}=frac{3}{sqrt{0,2}} m/s$

Encontrando o alcance vertical com lançamento com o mesmo valor de $v_{0}$ :

$v^2=v_0^2 -2cdot a cdot Delta S$

$(frac{3}{sqrt{0,2}})^2 =20 cdot Delta S$

$frac{9}{0,2} =20 cdot Delta S$

$45 =20 cdot Delta S$

$Delta S =frac{45}{20} =2,25 m$

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