Qual das funções abaixo representa o movimento de um corpo em queda livre, com velocidade inicial nula, em relação ao tempo?

(A) - 
 s(t) = -4,9t^2
(B) - 
 s(t) = 9,8t^2
(C) - 
 s(t) = 4,9t^2 - 3t
(D) - 
 s(t) = -9,8t^2 + 2t + 1
(E) - 
 s(t) = 4,9t^2 + 3t

Explicação

No movimento de queda livre, a aceleração do corpo é constante e igual à aceleração da gravidade, que é de aproximadamente 9,8 m/s². A velocidade inicial do corpo é nula, o que significa que ele parte do repouso.

A equação do movimento de queda livre é dada por:

s(t) = -0,5 * g * t^2

Onde:

  • s(t) é a posição do corpo em função do tempo
  • g é a aceleração da gravidade (9,8 m/s²)
  • t é o tempo em segundos

Substituindo os valores de g e t na equação, obtemos:

s(t) = -0,5 * 9,8 * t^2 s(t) = -4,9t^2

Portanto, a função correta para representar o movimento de um corpo em queda livre, com velocidade inicial nula, em relação ao tempo é s(t) = -4,9t^2.

Análise das alternativas

As demais alternativas apresentam funções que não representam corretamente o movimento de queda livre:

  • (B): A função s(t) = 9,8t^2 representa o movimento de um corpo arremessado para cima, com velocidade inicial positiva.
  • (C): A função s(t) = 4,9t^2 - 3t representa o movimento de um corpo em queda livre com velocidade inicial diferente de zero.
  • (D): A função s(t) = -9,8t^2 + 2t + 1 representa o movimento de um corpo em queda livre com velocidade inicial diferente de zero e com uma constante adicional.
  • (E): A função s(t) = 4,9t^2 + 3t representa o movimento de um corpo arremessado para baixo, com velocidade inicial negativa.

Conclusão

A função s(t) = -4,9t^2 é a correta para representar o movimento de um corpo em queda livre, com velocidade inicial nula, em relação ao tempo. Essa função é obtida a partir da equação do movimento de queda livre, que considera a aceleração da gravidade e a velocidade inicial nula.