Exercícios de Queda Livre - Física com o BFFísica com o BF

Tente resolver cada exercício antes de abrir a resposta. As resoluções ficam disponíveis logo abaixo de cada questão.

Questões desta lista

Questão 1

Fuvest 2026

Park, E. et al. "Pour-over coffee: Mixing by a water jet impinging on a granular bed with avalanche dynamics". Phys. Fluids 37, 043332 (2025). Adaptado.

Um artigo recentemente publicado na revista Physics of Fluids investigou de que modo fatores como a altura e a velocidade da água despejada na preparação de café filtrado (parte (a) da figura) influenciam no sabor da bebida pronta.

Um dos parâmetros importantes é a velocidade do jato de água ao atingir a lâmina de água que já está no filtro. Uma das conclusões do estudo é que velocidades acima de 2 m/s levam a uma melhor mistura do pó de café com a água.

A parte (b) da figura esquematiza a situação descrita, em que H é a altura da lâmina de água e D a altura de despejo da água do bule, medidas que têm a base do filtro como referência.

Assumindo que seja desprezível a velocidade do jato quando a água começa a ser despejada no bico do bule, para uma altura H = 8 cm, qual a altura mínima D de despejo para que a velocidade do jato, ao atingir a água, seja de, pelo menos, 2 m/s?

Note e adote:

Densidade (massa específica) da água: d = 1000 kg/m³

Aceleração da gravidade: g = 10 m/s²

A.4 cm.
B.8,2 cm.
C.10 cm.
D.18 cm.
E.28 cm.

Ver resposta e resolução da questão 1

Resposta: E

O problema envolve a queda de um fluxo de água relacionando-se basicamente a velocidade final da queda com o desnível de altura. Neste caso, a equação de Torricelli é bastante útil.

$v^{2} = {v_{0}}^{2} + 2 \cdot g \cdot Δh \overset{v_{0} = 0}{\to} v^{2} = 2 \cdot g \cdot Δh \Rightarrow Δh = \frac{v^{2}}{2 \cdot g} \overset{Δh = D - H}{\to}$
$D - H = \frac{v^{2}}{2 \cdot g} \Rightarrow D = \frac{v^{2}}{2 \cdot g} + H$

Substituindo-se os valores dados no SI de unidades, tem-se:

$D = \frac{v^{2}}{2 \cdot g} + H = \frac{{(2 m / s)}^{2}}{2 \cdot 10 m / s^{2}} + 0, 08 m ∴ D = 0, 28 m = 28 cm$

Questão 2

Puccamp Medicina 2025

Do alto de uma ponte, um garoto vê uma garrafa plástica que flutua nas águas de um rio, as quais se movem com velocidade constante de 3,0 m/s em relação às margens. Ele decide tentar acertar essa garrafa com uma pedra, soltando-a, a partir do repouso, do alto dessa ponte. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². Sabendo que a pedra será solta de um ponto P, situado 20 m acima do leito do rio, para que a pedra atinja a garrafa, ela deverá ser solta quando a garrafa estiver a uma distância da vertical que passa pelo ponto P igual a

A.9,0 m.
B.3,0 m.
C.4,5 m.
D.6,0 m.
E.2,5 m.

Ver resposta e resolução da questão 2

Resposta: D

Determinando-se o tempo de queda da pedra e usando-o para verificar o deslocamento que deverá ter a garrafa antes da linha vertical do ponto P, tem-se:

Cálculo do tempo de queda da pedra:

$h = \frac{g}{2} \cdot t^{2} \Rightarrow t = \sqrt{\frac{2 h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \cdot 20 m}{10 m / s^{2}}} = \sqrt{4 s^{2}} ∴ t = 2 s$

Cálculo do deslocamento horizontal da garrafa no mesmo tempo de queda da pedra:

$x = v \cdot t \Rightarrow x = 3 m / s \cdot 2 s ∴ x = 6 m$

Assim, a posição horizontal da garrafa deve estar 6 m antes da linha vertical do ponto P para que a pedra abandonada sobre a ponte acerte a garrafa.

Questão 3

Fuvest 2025

Os versos a seguir pertencem à canção Fall on Me, da banda norte-americana R.E.M., lançada em 1986.

“There’s a problem, feathers, iron

Bargain buildings, weights and pulleys

Feathers hit the ground before the weight can leave the air”

Bill Berry, Peter Buck, Mike Mills e Michael Stipe.

A qual episódio (real ou hipotético) da história da física o trecho da música faz alusão?

A.À queda de uma maçã, que teria inspirado Newton à descoberta da gravitação universal.
B.À observação de um pássaro em voo, que teria levado Einstein a formular a teoria da relatividade.
C.Aos experimentos com objetos de massas diferentes, que teriam indicado a Galileu os princípios da queda livre.
D.Ao transbordamento da água em uma banheira, que teria sugerido a Arquimedes o conceito de empuxo.
E.À queda de um bloco de ferro ligado a uma hélice, que teria levado Joule à equivalência entre calor e energia.

Ver resposta e resolução da questão 3

Resposta: C

[Resposta do ponto de vista da disciplina de Física]

O trecho da música refere-se à queda de corpos de diferentes massas (penas, ferro, edifícios, polias), fazendo alusão aos experimentos com objetos de massas diferentes, que teriam indicado a Galileo os princípios da queda livre.

[Resposta do ponto de vista da disciplina de Inglês]

O trecho da música faz alusão ao princípio da queda livre e à diferença no comportamento de objetos com massas diferentes, como as penas que atingem o chão antes que o peso possa sair do ar: “Feathers hit the ground before the weight can leave the air”. Este princípio remete aos experimentos realizados por Galileu Galilei, demonstrando que, na ausência de resistência do ar, corpos de massas diferentes caem com a mesma aceleração e confirmando a alternativa de letra [C].

Questão 4

Ufgd 2022

A equação horária que governa o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado é dada por Y(t) = Y₀+v₀t+1 / 2at₂. Dessa forma, o movimento de queda livre pode ser analisado para um corpo de massa m em queda, inicialmente em repouso, ou seja, com velocidade inicial zero (v₀ =0), sujeito à aceleração da gravidade (a = g = 9,8 m/s² ). No Rope Jump, esporte radical ainda sem regulamentação no Brasil, pessoas podem experimentar a queda livre por saltar de grandes alturas, presos por uma corda. Inclusive, alguns acidentes já foram observados nessa modalidade esportiva que envolve alto risco, até mesmo mortes. Desprezando a resistência do ar e outras formas de atrito e considerando a aceleração da gravidade g = 9,8 m/s², qual será o tempo de queda livre para uma pessoa de 65 kg que salta num Rope Jump de uma altura de 79 m, se o sistema de travamento não funcionar durante a queda?

A.3,5 s.
B.4,0 s.
C.5,0 s.
D.7,9 s.
E.9,8 s.

Ver resposta e resolução da questão 4

Resposta: B

Utilizando a equação dada, obtemos:

$Y (t) = Y_{0} + v_{0} t + \frac{1}{2} {at}^{2}$
$79 = 0 + 0 \cdot t + \frac{1}{2} \cdot 9, 8 \cdot t^{2}$
$t = \sqrt{\frac{79 \cdot 2}{9, 8}} = \sqrt{16, 12}$
$t ≃ 4 s$

Questão 5

Eear 2019

Um atleta pratica salto ornamental, fazendo uso de uma plataforma situada a 5m do nível da água da piscina. Se o atleta saltar desta plataforma, a partir do repouso, com que velocidade se chocará com a água?

Obs.: despreze a resistência do ar e considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10 m / s².

A.10 m / s.
B.20 m / s.
C.30 m / s.
D.50 m / s.

Ver resposta e resolução da questão 5

Resposta: A

Aplicando a equação de Torricelli, obtemos:

$v^{2} = v_{0}^{2} + 2 a Δ s$
$v^{2} = 0 + 2 \cdot 10 \cdot 5$
$v^{2} = 100$
$v = 10 m / s$

Questão 6

Fuvest 2017

Um elevador sobe verticalmente com velocidade constante v₀, e, em um dado instante de tempo t₀, um parafuso desprende-se do teto. O gráfico que melhor representa, em função do tempo t, o módulo da velocidade v desse parafuso em relação ao chão do elevador é

Note e adote:

– Os gráficos se referem ao movimento do parafuso antes que ele atinja o chão do elevador.

Ver resposta e resolução da questão 6

Resposta: E

Tomando como referencial o chão do elevador, o parafuso está em repouso até o instante $t_{0}$ . Assim, $v ‘_{0} = 0$ . A partir desse instante, ele entra em queda livre, aumentando sua velocidade linearmente com o tempo.

O gráfico mostra a variação da velocidade escalar do parafuso em relação ao chão do elevador e em relação ao solo, ambos considerando a trajetória orientada para baixo.

Imagem da resolução da questão 6 sobre teoria

Questão 7

Udesc 2014

Uma pessoa do alto de um prédio solta uma bola e mede o módulo da posição da bola em função do tempo. A figura, abaixo, mostra o esboço do gráfico da posição em relação ao tempo.

Imagem da questão 7 sobre teoria

Assinale a alternativa que representa o esboço dos gráficos em relação à velocidade × tempo e à aceleração × tempo, respectivamente.

Ver resposta e resolução da questão 7

Resposta: A

Considerando desprezível a resistência do ar, a bola desce em queda livre até que, num determinado instante, ela para abruptamente.

Assim, a velocidade escalar aumenta linearmente com o tempo, anulando-se instantaneamente, enquanto que a aceleração escalar é constante, até se anular, também, instantaneamente, como mostram os gráficos da alternativa [A].