Exercícios Resolvidos de Conservação de Energia

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Enunciado

Um atleta de peso 700 N cai de uma altura de 5 m sobe uma rede elástica e é arremetido a uma altura de 2 m . Neste processo, adotando a aceleração gravitacional como sendo g = 10   m / s 2 , podemos afirmar que a quantidade de energia dissipada é:

  1. 3000 J
  2. 230 J
  3. 400 J
  4. 2100 J
  5. 5000 J

Passo 1

Vamos interpretar o enunciado fazendo o desenho para ficar mais fácil de entender

Passo 2

Para descobrir a energia potencial gravitacional, vamos usar a fórmula:

U g = m ⋅ g ⋅ h

Na qual dependemos dos valores da aceleração da gravidade g , a massa m e a altura h .

Perceba que só temos a altura h e o peso dado no enunciado

P = 700   N

Mas como calculamos o peso mesmo? Seguindo essa fórmula aqui:

P = m ⋅ g

Ué, esse produto está dentro da nossa energia potencial gravitacional:

U g = m ⋅ g ⋅ h

Então ao invés de calcular a massa, vamos colocar o peso dentro da energia:

P = m ⋅ g = 700

Logo:

U g = 700 ⋅ h

OBS: Podemos usar a energia potencial tanto com a letra U quanto com E p , cada livro escreve de uma forma e cada professor escolhe a que acha melhor. Aqui usaremos sempre a notação com U , ok? 😊

Passo 3

Inicialmente a altura era igual a 5   m , logo a energia potencial gravitacional era igual a:

U g   i n i c i a l = 700 ⋅ 5 = 3500 J

Depois que o atleta bate na cama elástica, ele sobe para uma altura nova igual a 2   m , então a nova energia potencial gravitacional se torna:

U g   f i n a l = 700 ⋅ 2 = 1400 J

Passo 4

Percebeu que a energia final não é igual a energia inicial? Isso se deve a uma parte da energia que perdemos, essa parcela chamamos de energia dissipada, logo:

U g   i n i c i a l = E d i s s i p a d a + U g   f i n a l

Substituindo os valores que encontramos para as energias:

3500 = E d i s s i p a d a + 1400

Como queremos descobrir o valor da energia dissipada, vamos isolar essa incógnita:

E d i s s i p a d a = 3500 - 1400

Isso é igual a:

E d i s s i p a d a = 2100 J

Prontinho, chegamos no resultado que queríamos! Muito importante, não esqueça a unidade em Joules!

Resposta

d) 2100 J