Uma esfera de 1 kg é lançada verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 10 m/s. Assuma que a aceleração devido à gravidade é
. Qual é a altura máxima que a esfera atinge?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma esfera de 1 kg que é lançada pra cima com uma velocidade inicial de 10 m/s. Queremos descobrir qual é a altura máxima que essa esfera vai atingir. Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinemática, que é a parte da física que estuda o movimento dos objetos. Precisaremos das fórmulas que relacionam velocidade, aceleração e distância.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o movimento da esfera. Quando a esfera é lançada para cima, ela vai desacelerando devido à aceleração da gravidade, que na Terra é aproximadamente
. A altura máxima acontece quando a velocidade da esfera chega a zero.
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula da cinemática que relaciona as velocidades inicial (
) e final (
), a aceleração (
) e a distância percorrida (
):
Aqui:
-
é a velocidade final (0 m/s no ponto mais alto), -
é a velocidade inicial (10 m/s), -
é a aceleração (que vai ser porque a gravidade age contra o movimento), -
é a altura que queremos encontrar.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Agora, vamos resolver para
:
Resposta
A altura máxima que a esfera atinge é aproximadamente 5,10 metros.