Atividade de Física sobre Queda Livre e Lançamento Vertical para o 1º Ano do Ensino Médio, contendo questões com gabarito. Atividades com cálculo de altura máxima, tempo de voo e interpretação de gráficos e imagens do movimento vertical no vácuo. Excelente material didático para professores enriquecerem o planejamento escolar em conformidade com as diretrizes da BNCC. Baixe a atividade, imprima e aplique este conteúdo na sua escola para testar o raciocínio físico e matemático dos alunos com desafios atrativos.

Atividade sobre Queda Livre e Lançamento Vertical

1)
Observando o esquema das posições do foguete:

a) Desprezando a resistência do ar, qual é o valor numérico aproximado da aceleração do foguete no exato Ponto C?






b) Se o foguete sai do Ponto A com uma velocidade inicial de 40 m/s, calcule em metros a que distância do solo está o Ponto C (Altura máxima). (Adote $g = 10 \, m/s^2$)




2)
Com base na análise do gráfico do lançamento vertical:

a) Qual é o significado físico do instante de tempo $t = 3s$, onde a reta cruza o eixo horizontal?


b) Utilizando a propriedade geométrica do gráfico (área do triângulo de 0 a 3s), calcule a altura máxima atingida por este objeto.
3)
Uma jogadora de vôlei lança a bola verticalmente para cima, a partir de suas mãos, com uma velocidade inicial de 6 m/s para preparar o saque. Adotando $g = 10 \, m/s^2$, qual será a altura máxima atingida pela bola em relação às mãos da jogadora?

A) 0,6 m

B) 1,2 m

C) 1,8 m

D) 3,6 m

4)
Uma moeda é deixada cair acidentalmente da borda de um poço artesiano profundo. Sabendo que o tempo de queda até a moeda tocar a água no fundo foi de exatos 4 segundos, qual é a profundidade desse poço? (Despreze a resistência do ar e o tempo de propagação do som, e adote $g = 10 \, m/s^2$).

A) 160 m

B) 60 m

C) 40 m

D) 80 m

5)
Com base na fotografia estroboscópica, responda:

a) O que o aumento progressivo da distância entre as posições da bola indica sobre o comportamento da sua velocidade?




b) Se essa bola é abandonada de uma altura de 20 metros, calcule o tempo que ela leva para atingir o solo. (Adote $g = 10 \, m/s^2$)

6)
Analise as afirmações abaixo sobre Queda Livre e Lançamento Vertical (desprezando a resistência do ar) e marque (V) para verdadeiro ou (F) para falso:

(                   ) Na queda livre, corpos de massas muito diferentes (como uma pena e um martelo) caem exatamente com a mesma aceleração.
(                   ) No ponto mais alto da trajetória de um lançamento vertical, a aceleração da gravidade sobre o corpo torna-se zero.
(                   ) O tempo que um corpo leva para atingir a altura máxima é exatamente igual ao tempo que ele leva para retornar ao ponto de lançamento.
(                   ) Na queda livre clássica, a velocidade inicial do corpo é sempre diferente de zero.
(                   ) A Equação de Torricelli permite calcular a altura máxima de um lançamento sem precisarmos conhecer o tempo de subida.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:

A) V - F - V - F - V

B) V - V - F - F - V

C) F - F - V - V - V

D) V - F - F - V - F

7)
Relacione a primeira coluna com os conceitos cinemáticos correspondentes na segunda coluna:

(1) $g$ (Aceleração da Gravidade)
(2) Altura Máxima ($H_{max}$)
(3) Queda Livre
(4) Lançamento Vertical
(5) Tempo de Voo total

(                   ) Movimento em que o corpo é apenas abandonado a partir do repouso.
(                   )Soma do tempo gasto na subida com o tempo gasto na descida.
(                   )Ponto mais alto da trajetória, onde a velocidade instantânea do móvel é zero.
(                   )Movimento iniciado com uma velocidade oposta à atração gravitacional.
(                   )Aceleração constante que atrai os corpos para o centro da Terra.

A sequência correta de preenchimento é:

A) 3 - 5 - 2 - 4 - 1

B) 3 - 4 - 2 - 5 - 1

C) 4 - 5 - 2 - 3 - 1

D) 3 - 5 - 2 - 4 - 1

8)
Um drone de entregas encontra-se parado pairando no ar a uma altura exata de 45 metros do solo. De repente, o sistema de garras falha e a caixa que ele segurava entra em queda livre. Com que velocidade, em m/s, a caixa atingirá o solo? (Adote $g = 10 \, m/s^2$).

A) 30 m/s

B) 15 m/s

C) 45 m/s

D) 90 m/s

9)
Um arqueiro atira uma flecha verticalmente para cima. Após atirada, ela permanece no ar por um tempo total de voo (subida + descida) de 8 segundos até retornar e cravar no solo no mesmo ponto de lançamento. Qual foi a velocidade inicial da flecha? (Adote $g = 10 \, m/s^2$).

A) 20 m/s

B) 40 m/s

C) 60 m/s

D) 80 m/s

10)
Alguém no terraço de um prédio, a uma altura de 50 metros do chão, decide jogar uma pedra verticalmente para baixo com uma velocidade inicial impressa de 15 m/s. Quanto tempo a pedra levará para se chocar contra o chão da calçada? (Adote $g = 10 \, m/s^2$).

A) 1 s

B) 2 s

C) 4 s

D) 5 s

Questão 1:

a) A aceleração é a da gravidade, $10 \, m/s^2$, puxando para baixo.
b) $H = 80$

Questão 2:

a) É o instante em que a velocidade zera, marcando a chegada do corpo na altura máxima e a inversão do sentido do movimento.
b)$t = 2$

Questão 3: C

Questão 4: D

Questão 5:

a) Indica que o movimento é acelerado, ou seja, a velocidade da bola está aumentando ao longo da queda.
b)$t = 2$

Questão 6: A

Questão 7: D

Questão 8: A

Questão 9: B

Questão 10: B

Plano de Aula da Atividade

Plano de Aula: Física – Queda Livre e Lançamento Vertical

Séries:

1ª Série do Ensino Médio (Estudo da gravidade, movimentos sob aceleração constante e cinemática vertical).

Habilidades BNCC:

  • EM13CNT101: Analisar e representar as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas.

  • EM13CNT204: Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, com base na cinemática escalar, alinhando-se aos princípios do Referencial Curricular de Rondônia (RCRO) para a contextualização do ensino de física regional.

  • EM13CNT301: Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, interpretar modelos explicativos (como gráficos e imagens de trajetórias) e justificar resultados matemáticos de corpos em queda livre.

Material de referência física

Objetivos do Conhecimento:

  • Queda Livre: Compreender que, na ausência de resistência do ar, corpos de massas diferentes caem com a mesma aceleração (aceleração da gravidade terrestre, $g \approx 10 \, m/s^2$).

  • Lançamento Vertical para Cima: Identificar a simetria do movimento (tempo de subida igual ao tempo de descida) e que a velocidade instantânea é nula na altura máxima.

  • Equações do Movimento Vertical: Adaptar a função horária do espaço, da velocidade e a Equação de Torricelli para o eixo vertical ($H$ e $g$).

Objetivos da Aula:

  • Interpretar representações visuais (fotografias estroboscópicas e gráficos) do movimento vertical para deduzir o comportamento da velocidade e da aceleração.

  • Calcular a altura, a velocidade de impacto no solo e o tempo de voo utilizando as equações do M.U.V. adaptadas.

  • Resolver cálculos estruturados isolando a variável desejada, mantendo o rigor algébrico sem depender de textos explicativos durante o desenvolvimento matemático.