Questões Sobre Movimento Retilíneo Uniforme - Física - concurso

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Questão 1

Um motorista conduzia seu automóvel de massa 2 000 kg que trafegava em linha reta, com velocidade constante
de 72 km/h, quando avistou uma carreta atravessada na pista.

Transcorreu 1 s entre o momento em que o motorista avistou a carreta e o momento em que acionou o sistema de
freios para iniciar a frenagem, com desaceleração constante igual a 10 m/s².

Antes de o automóvel iniciar a frenagem, pode-se afirmar que a intensidade da resultante das forças horizontais que
atuavam sobre ele era

A)nula, pois não havia forças atuando sobre o automóvel.
B)nula, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos com intensidades iguais.
C)maior do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos, sendo a força aplicada pelo motor a de maior intensidade.
D)maior do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam no mesmo sentido com intensidades iguais.
E)menor do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos, sendo a força de atrito a de maior intensidade.

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A alternativa correta é B)

Antes de o automóvel iniciar a frenagem, pode-se afirmar que a intensidade da resultante das forças horizontais que atuavam sobre ele era nula, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos com intensidades iguais.

Isso ocorre porque, quando o automóvel está se movendo em velocidade constante, não há aceleração, e, portanto, a resultante das forças horizontais que atuam sobre ele é nula. A força aplicada pelo motor é igual à força de atrito resultante, que atua em sentido oposto ao movimento do automóvel.

É importante notar que, nesse caso, a força de atrito resultante é a soma da força de atrito estático e da força de atrito dinâmico. A força de atrito estático é a força que atua entre os pneus do automóvel e a superfície da pista, mantendo o automóvel em movimento. A força de atrito dinâmico é a força que atua contra o movimento do automóvel, tentando freá-lo.

No momento em que o motorista avista a carreta, o automóvel ainda está se movendo em velocidade constante, portanto, a resultante das forças horizontais que atuam sobre ele é nula. Somente após o motorista acionar o sistema de freios é que a força de atrito resultante começa a aumentar, causando uma desaceleração constante do automóvel.

Portanto, a resposta correta é a opção B) nula, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos com intensidades iguais.

Questão 2

Em 1895, um trem causou furor na população europeia ao fazer o trecho de aproximadamente 880 quilômetros
entre Londres e Aberdeen, na Escócia, no fantástico tempo médio de 8 horas.

Recentemente, o bilionário Elon Musk, também chamado de Tony Stark da vida real, surpreendeu a população
mundial ao apresentar o projeto do trem Hyperloop que, se funcionar como descrito, pode revolucionar o mundo
dos transportes.

O Hyperloop, um trem encapsulado movido a energia solar e trilhos eletromagnéticos, possibilitará que uma
viagem entre Los Angeles e San Francisco, nos Estados Unidos, cidades distantes entre si cerca de 610 quilômetros,
seja feita em apenas 30 minutos.

Considerando essas informações, podemos afirmar, corretamente, que a velocidade média do trem britânico equivaleria,
em relação à velocidade média do Hyperloop, aproximadamente, a

A)9%
B)15%.
C)50%.
D)74%.
E)121%.

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A alternativa correta é A)

...aproximadamente, a
um valor de 1/11, ou seja, cerca de 9% da velocidade do Hyperloop, que pode alcançar uma velocidade de cerca de 1.200 km/h. É incrível pensar que em menos de 130 anos, a tecnologia avançou tanto que podemos passar de uma velocidade média de 110 km/h para uma velocidade de quase 12 vezes maior!

Além disso, é importante notar que o Hyperloop não apenas promete uma velocidade incrível, mas também uma viagem mais segura e ecológica. Com o uso de energia solar e trilhos eletromagnéticos, o Hyperloop pode reduzir significativamente a emissão de gases poluentes e contribuir para um futuro mais sustentável.

É interessante pensar sobre como essas inovações tecnológicas podem mudar a forma como vivemos e trabalhamos. Com uma viagem tão rápida entre cidades, podemos imaginar um futuro com cidades mais conectadas e uma economia mais globalizada. Além disso, a redução do tempo de viagem pode permitir que as pessoas tenham mais tempo para se dedicar às suas atividades e hobbies, o que pode levar a uma melhor qualidade de vida.

Portanto, é fácil concluir que o Hyperloop é uma tecnologia revolucionária que pode mudar o mundo dos transportes para sempre. E quem sabe? Talvez em alguns anos, estaremos viajando em uma rede de Hyperloops que conectam cidades e países de todo o mundo!

Questão 3

Depois de anos investigando o funcionamento de nossas
pernas, um grupo de cientistas construiu uma traquitana
simples, mas extremamente sofisticada, que é capaz de
diminuir o consumo de energia de uma caminhada em até
10%.

REINACH, Fernando. “Quando um prato de feijão vai mais longe”,
in O Estado de São Paulo, 13/06/2015.

Uma pessoa caminhando, sem a traquitana, gasta 80 cal
a cada metro. Utilizando o equipamento e reduzindo em
10% seu consumo de energia, essa pessoa percorreu
uma distância D com velocidade média igual a 7,0 km/h
e gastou energia correspondente a um prato de feijoada
de 504 kcal.

Os valores da distância D e da potência P consumida na
caminhada são, respectivamente,

1 cal = 4 J

A)5,7 km e 700 W.
B)6,3 km e 155 W.
C)6,3 km e 622 W.
D)7,0 km e 140 W.
E)7,0 km e 560 W.

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A alternativa correta é E)

Para calcular a distância D, precisamos primeiro calcular a quantidade de energia total gasta pela pessoa. Sabemos que a pessoa gastou 504 kcal, que é equivalente a 504.000 cal (pois 1 kcal = 1.000 cal). Além disso, sabemos que a pessoa gastou 80 cal a cada metro, mas com a traquitana, ela economizou 10% de energia. Portanto, a quantidade de energia gasta por metro é de 80 cal – 10% de 80 cal = 72 cal.

Agora, podemos calcular a distância D dividindo a quantidade total de energia gasta (504.000 cal) pela quantidade de energia gasta por metro (72 cal):

D = 504.000 cal / 72 cal/m = 7.000 m

Como a velocidade média é de 7,0 km/h, podemos converter a distância de metros para quilômetros:

D = 7.000 m / 1.000 m/km = 7,0 km

Agora, para calcular a potência P, precisamos converter a quantidade de energia gasta de calorias para Joules (J):

504.000 cal × 4 J/cal = 2.016.000 J

Como a pessoa gastou essa energia em uma distância de 7,0 km, podemos calcular a potência média consumida:

P = 2.016.000 J / (7,0 km × 1.000 m/km / 3.600 s/h) = 560 W

Portanto, os valores corretos são D = 7,0 km e P = 560 W.

Resposta: E) 7,0 km e 560 W.

Questão 4

TEXTO 02

Ao chegar ao Rio, de Corumbá, Fuentes hospedou-se no Hotel Bragança, na avenida Mem de Sá. Um hotel cheio de turistas argentinos falando portunhol. […]

Na lista telefônica Fuentes escolheu um oftalmologista de nome espanhol, Pablo Hernandez. O dr. Hernandez descendia de uruguaios e, para desapontamento de Fuentes, não falava espanhol. Em seu bem montado consultório, na avenida Graça Aranha, na Esplanada do Castelo, examinou Fuentes cuidadosamente. O cristalino, a íris, a conjuntiva, o nervo ótico, os músculos, artérias e veias do aparelho ocular estavam perfeitos. A córnea, porém, fora atingida. Didaticamente Hernandez explicou ao seu cliente que a córnea era uma camada externa transparente através da qual a luz – e com a luz, a cor, a forma, o movimento das coisas – penetrava no olho.

Córnea – moça, 24ª , vende. Tel. 185-3944.

O anúncio no O Dia foi lido por Fuentes. Ele ligou de seu quarto, no Hotel Bragança. Atendeu uma mulher…[…] Ela disse que ele podia pegar um ônibus no largo de São Francisco.

“É para você?”, perguntou a mulher quando Fuentes lhe falou que era a pessoa que havia telefonado. […]

“Sim, é para mim.” A mulher não ter percebido a cicatriz no seu olho esquerdo deixou Fuentes satisfeito. […]

“Dez milhas”, disse a mulher impaciente. “E não é caro. O preço de um carro pequeno. Minha filha é muito moça, nunca teve doença, dentes bons, ouvidos ótimos. Olhos maravilhosos.”

(FONSECA, Rubem. A Grande Arte. São Paulo: Companhia das Letras, 2008. p. 137-139.)

No texto 02 a velocidade das águas do rio Corumbá é de 3 m/s. Um ciclista, pedalando às margens do rio
com uma velocidade constante de 6 km/h, avista uma
folha de uma árvore na superfície do rio alinhada à sua
bicicleta. Após transcorridos 5 minutos, pode-se afirmar
(assinale a alternativa correta)

A)A folha estará a 900 m atrás do ciclista.
B)A folha estará a 900 m à frente do ciclista.
C)A folha estará a 400 m atrás do ciclista.
D)A folha estará a 400 m à frente do ciclista.

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A alternativa correta é D)

Ao se aproximar do local indicado pela mulher, Fuentes notou que era uma casa simples, em um bairro residencial. A porta foi aberta por uma mulher mais velha, que o convidou a entrar. No interior, havia uma moça sentada em um sofá, com um livro nas mãos. Ela levantou o olhar e Fuentes ficou impressionado com a beleza de seus olhos. Eram castanhos, brilhantes e profundamente expressivos. A mulher mais velha apresentou a moça como Córnea, e explicou que ela estava à venda.

Fuentes sentiu um arrepio na espinha ao ouvir aquelas palavras. Ele nunca havia comprado um olho humano antes, mas a necessidade de substituir o seu olho esquerdo o fez superar o choque inicial. A mulher mais velha começou a explicar as características de Córnea, destacando sua saúde e beleza. Fuentes ouviu atentamente, perguntando algumas questões sobre a procedência e a história de Córnea.

Enquanto conversavam, Fuentes não pôde deixar de notar a estranheza da situação. Ele estava comprando um olho humano, como se estivesse adquirindo um produto qualquer. A ideia o fez sentir-se desconfortável, mas a necessidade de recuperar sua visão o fazia seguir em frente. Depois de alguns minutos de conversa, Fuentes concordou em comprar Córnea por dez milhas, o preço combinado.

A mulher mais velha pareceu satisfeita com a negociação e começou a explicar os procedimentos para a transferência do olho. Fuentes ouviu atentamente, sentindo-se cada vez mais ansioso para recuperar sua visão. Enquanto saía da casa com Córnea, ele não pôde deixar de se perguntar sobre a história por trás daquela moça e de seu olho. Quem era ela? Por que estava vendendo seu olho? Essas perguntas o perseguiram enquanto ele se dirigia ao hospital para realizar a cirurgia.

A cirurgia foi realizada com sucesso, e Fuentes recuperou sua visão. Ele nunca mais esqueceu Córnea e a estranha experiência que havia vivido. A memória daquela moça e de seu olho o acompanharia para sempre, servindo como um lembrete da complexidade e da estranheza do mundo em que vivemos.

Agora, voltemos ao problema do ciclista e da folha de árvore. Vamos analisar a situação mais de perto. A velocidade do ciclista é de 6 km/h, e a velocidade da água é de 3 m/s. Para resolver o problema, precisamos converter a velocidade do ciclista para metros por segundo. 6 km/h é igual a 6.000 metros por hora, ou 1,67 metros por segundo.

Em 5 minutos, o ciclista percorrerá uma distância de 500 metros (1,67 metros por segundo x 300 segundos). A folha de árvore, por sua vez, se move com a velocidade da água, ou seja, 3 metros por segundo. Em 5 minutos, a folha percorrerá uma distância de 540 metros (3 metros por segundo x 300 segundos).

Agora, podemos analisar a posição da folha em relação ao ciclista. A folha está se movendo em uma direção, e o ciclista em outra. A distância entre eles aumenta à medida que o tempo passa. Depois de 5 minutos, a folha estará a 400 metros à frente do ciclista. A alternativa correta é D) A folha estará a 400 m à frente do ciclista.

Questão 5

Um trem passa por uma estação a 72,0km/h. Uma bola rola ao longo do piso do trem com velocidade
de 54,0km/h. Considere que a bola se move no sentido oposto ao movimento do trem.

Com base nessas informações, é correto afirmar que a velocidade da bola relativa a um observador,
em pé, sobre a plataforma da estação, em m/s, é igual a

A)18
B)16
C)12
D)9
E)5

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A alternativa correta é E)

Um trem passa por uma estação a 72,0km/h. Uma bola rola ao longo do piso do trem com velocidade de 54,0km/h. Considere que a bola se move no sentido oposto ao movimento do trem.

Com base nessas informações, é correto afirmar que a velocidade da bola relativa a um observador, em pé, sobre a plataforma da estação, em m/s, é igual a

A)18
B)16
C)12
D)9
E)5

Para resolver esse problema, precisamos considerar a composição de movimentos. A bola se move em relação ao trem com uma velocidade de 54,0 km/h e o trem se move em relação à plataforma com uma velocidade de 72,0 km/h.

Como a bola se move no sentido oposto ao movimento do trem, podemos somar as velocidades para encontrar a velocidade relativa da bola em relação à plataforma. No entanto, precisamos converter as velocidades de km/h para m/s, pois a resposta pede a velocidade em metros por segundo.

Lembre-se de que 1 km/h é igual a 0,277778 m/s. Portanto, a velocidade da bola em relação ao trem é de 54,0 km/h x 0,277778 m/s/km/h = 15,0 m/s e a velocidade do trem em relação à plataforma é de 72,0 km/h x 0,277778 m/s/km/h = 20,0 m/s.

Agora, podemos somar as velocidades para encontrar a velocidade relativa da bola em relação à plataforma: 20,0 m/s + 15,0 m/s = 35,0 m/s. No entanto, como a bola se move no sentido oposto ao movimento do trem, precisamos subtrair as velocidades: 20,0 m/s - 15,0 m/s = 5,0 m/s.

Portanto, a resposta correta é E) 5.

É importante notar que, nesse tipo de problema, é fundamental considerar a composição de movimentos e as direções dos movimentos. Além disso, é essencial converter as unidades de velocidade para obter a resposta correta.

Esperamos que essa explicação tenha ajudado a esclarecer o problema e a encontrar a solução. Se você tiver alguma dúvida ou precisar de mais ajuda, não hesite em perguntar.

Questão 6

Quando uma partícula de massa m se desloca
ao longo de uma trajetória retilínea com velocidade v,
constante, ao longo de todo o trajeto, afirmamos que a
partícula apresenta “Movimento Retilíneo Uniforme”.

Considera-se que quando a partícula se deslocar
em Movimento Retilíneo Uniforme Variado, ela deve
apresentar as seguintes características:

A)A Aceleração é constante, porém diferente de zero ao longo do trajeto.
B)A velocidade da partícula pode ser constante, porém o tempo gasto é diferente de zero.
C)A variação do espaço percorrido e a variação do tempo gasto são diferentes de zero, enquanto que a velocidade permanece constante.
D)O conceito de aceleração está relacionado à uma mudança de velocidade, no entanto não se refere à mudança de tempo.
E)A partícula de massa m pode estar acelerada, entretanto essa aceleração não pode ser negativa.

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A alternativa correta é A)

Em resumo, o Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) ocorre quando uma partícula de massa m se desloca ao longo de uma trajetória retilínea com velocidade v constante ao longo de todo o trajeto. Já o Movimento Retilíneo Uniforme Variado (MRUV) é caracterizado pela presença de aceleração constante, porém diferente de zero, ao longo do trajeto.

É importante notar que a aceleração é uma grandeza vetorial que mede a variação da velocidade em relação ao tempo. Portanto, quando uma partícula está em MRUV, sua velocidade não é mais constante, mas sim varia ao longo do trajeto.

Além disso, é fundamental entender que a aceleração é a razão de variação da velocidade em relação ao tempo. Ou seja, a aceleração medida em um determinado instante é a razão de variação da velocidade nesse instante.

Considerando essas características, podemos concluir que o gabarito correto é A) A Aceleração é constante, porém diferente de zero ao longo do trajeto. Isso porque, em um MRUV, a partícula apresenta aceleração constante, mas diferente de zero, o que difere do MRU, que não apresenta aceleração.

Em contrapartida, as demais opções estão incorretas. A opção B) é falsa, pois a velocidade da partícula não é constante em um MRUV. A opção C) também é falsa, pois a variação do espaço percorrido e a variação do tempo gasto não são constantes em um MRUV.

Já a opção D) está errada, pois o conceito de aceleração está diretamente relacionado à mudança de velocidade e ao tempo gasto. E, por fim, a opção E) é falsa, pois a partícula de massa m pode estar acelerada com aceleração positiva ou negativa.

Em resumo, o entendimento das características do Movimento Retilíneo Uniforme e do Movimento Retilíneo Uniforme Variado é fundamental para a compreensão dos conceitos de física. Além disso, é essencial conhecer as diferenças entre esses dois tipos de movimentos para resolver problemas e exercícios relacionados à física.

Questão 7

Um carro faz uma viagem entre duas cidades que distam, entre si, 200 km. O percurso deve ser feito em 3 horas
exatamente. Se, nos primeiros 100 km, a velocidade média do carro foi de 60 km/h, qual deve ser sua velocidade
média, em km/h, no trecho restante?

A)60
B)67
C)70
D)75
E)80

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A alternativa correta é D)

Vamos resolver esse problema passo a passo. Primeiramente, precisamos calcular o tempo gasto pelo carro nos primeiros 100 km. Para isso, podemos usar a fórmula: tempo = distância / velocidade. Substituindo os valores, obtemos: tempo = 100 km / 60 km/h = 1,67 horas.Agora, sabemos que o carro precisa percorrer 200 km em 3 horas exatamente. Já percorreu 100 km, então resta percorrer 200 km - 100 km = 100 km. Além disso, resta 3 horas - 1,67 horas = 1,33 horas para percorrer o trecho restante.Para calcular a velocidade média necessária para percorrer o trecho restante, podemos novamente usar a fórmula: velocidade = distância / tempo. Substituindo os valores, obtemos: velocidade = 100 km / 1,33 horas ≈ 75 km/h.Portanto, a resposta certa é a opção D) 75 km/h.

Questão 8

Um carro percorre 20 km com velocidade de 60 km/h.
Para em um posto por 10 minutos e segue viagem por
mais meia hora, a uma velocidade de 50km/h.

Qual a sua velocidade escalar média no percurso total,
em km/h?

A)55
B)54
C)50
D)45
E)37

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A alternativa correta é D)

Para resolver este problema, devemos calcular o tempo total gasto pelo carro no percurso e a distância total percorrida. Em seguida, podemos calcular a velocidade escalar média dividindo a distância total pela duração total do percurso.Primeiramente, o carro percorre 20 km com velocidade de 60 km/h. Para calcular o tempo gasto nessa parte do percurso, podemos utilizar a fórmula tempo = distância / velocidade. Substituindo os valores dados, obtemos:tempo = 20 km / 60 km/h = 1/3 h = 20 minutosDepois, o carro para por 10 minutos e segue viagem por mais meia hora (30 minutos). Portanto, o tempo total gasto no percurso é:tempo total = 20 minutos + 10 minutos + 30 minutos = 60 minutos = 1 horaDurante a parada, o carro não percorre distância alguma. Já na última parte do percurso, o carro percorre uma distância igual à velocidade multiplicada pelo tempo:distância = 50 km/h × 0,5 h = 25 kmA distância total percorrida pelo carro é, portanto, a soma das distâncias percorridas em cada parte do percurso:distância total = 20 km + 25 km = 45 kmAgora, podemos calcular a velocidade escalar média:velocidade escalar média = distância total / tempo total = 45 km / 1 h = 45 km/h

Portanto, a resposta correta é D) 45.

Questão 9

Um atleta, partindo do repouso, percorre
100 m em uma pista horizontal retilínea, em
10 s, e mantém a aceleração constante
durante todo o percurso. Desprezando a
resistência do ar, considere as afirmações
abaixo, sobre esse movimento.

I – O módulo de sua velocidade média é
36 km/h.

II – O módulo de sua aceleração é 10 m/s2
.

III- O módulo de sua maior velocidade
instantânea é 10 m/s.

Quais estão corretas?

A)Apenas I.
B)Apenas II.
C)Apenas III.
D)Apenas I e II.
E)I, II e III.

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A alternativa correta é A)

Para responder a essa questão, vamos analisar cada uma das afirmações apresentadas.

I - O módulo de sua velocidade média é 36 km/h. Para calcular a velocidade média, podemos utilizar a fórmula: vm = Δx / Δt, onde vm é a velocidade média, Δx é a variação de posição (no caso, 100 m) e Δt é a variação de tempo (no caso, 10 s). Substituindo os valores, temos: vm = 100 m / 10 s = 10 m/s. Convertendo para km/h, temos: vm = 10 m/s × (3600 s / 1000 m) = 36 km/h. Portanto, a afirmação I está correta.

II - O módulo de sua aceleração é 10 m/s². Para calcular a aceleração, podemos utilizar a fórmula: a = Δv / Δt, onde a é a aceleração, Δv é a variação de velocidade e Δt é a variação de tempo. No entanto, não sabemos a variação de velocidade, pois não é fornecida. Além disso, como a aceleração é constante, a variação de velocidade seria igual à própria aceleração multiplicada pelo tempo, o que nos leva a uma equação circular. Portanto, não é possível calcular a aceleração com os dados fornecidos. A afirmação II está incorreta.

III - O módulo de sua maior velocidade instantânea é 10 m/s. Como a aceleração é constante, a velocidade instantânea aumenta linearmente com o tempo. A maior velocidade instantânea ocorrerá no final do percurso, que é quando o atleta alcança a velocidade final. No entanto, não sabemos a velocidade final, pois não é fornecida. Portanto, não é possível calcular a maior velocidade instantânea com os dados fornecidos. A afirmação III está incorreta.

Portanto, apenas a afirmação I está correta. A resposta certa é A) Apenas I.

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Questão 10

Um carro parte do repouso com aceleração de 5,0 m/s2
e
percorre uma distância de 1,0 km.

Qual é o valor da velocidade média do carro, em m/s, nesse trecho?

A)2,5
B)20
C)50
D)100
E)200

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A alternativa correta é C)

Para resolver esse problema, precisamos lembrar que a velocidade média é igual à razão entre a distância percorrida e o tempo gasto para percorrê-la. Podemos calcular o tempo gasto pelo carro para percorrer 1,0 km utilizando a equação de movimento uniformemente acelerado:

v_f = v_i + at

Como o carro parte do repouso, v_i = 0. Além disso, a aceleração é de 5,0 m/s², e queremos saber a velocidade final quando o carro percorre 1,0 km. Podemos calcular a velocidade final utilizando a equação:

v_f² = v_i² + 2as

Substituindo os valores, temos:

v_f² = 0² + 2(5,0 m/s²)(1000 m)

v_f² = 10000 m²/s²

v_f = √10000 m²/s² = 100 m/s

Agora, podemos calcular o tempo gasto pelo carro para percorrer 1,0 km:

t = v_f/a = 100 m/s / 5,0 m/s² = 20 s

Finalmente, podemos calcular a velocidade média:

v_médio = Δs / Δt = 1000 m / 20 s = 50 m/s

Portanto, a resposta correta é C) 50 m/s.

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