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,

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

A) 1,50 m.

B) 2,25 m.

C) 4,00 m.

D) 4,50 m.

E) 5,00 m

Solução

Sabemos que no movimento da água caindo de uma mangueira pode ser associado ao movimento parabólico dado pela equação

Assim, sabendo que a velocidade na direção vertical y é inicialmente nula, pois parte do repouso, e a posição inicial S₀ = 1m e final S_y= 0m representando o chão, podemos encontrar o tempo de duração do movimento:

Sabendo que o movimento na direção horizontal tem o mesmo tempo de duração do movimento vertical, temos que

Dessa forma, posicionando a mangueira na vertical, podemos encontrar a altura máxima, sabendo que na altura máxima a velocidade da água é igual a zero

ALternativa B