Joga-se diretamente para cima uma pedra de
, com velocidade inicial
. Podem-se desprezar os efeitos da resistência do ar.
Qual é a energia potencial quando a pedra atinge o ponto mais alto do percurso?
Resp: b)
Qual é a energia potencial quando a pedra atinge o ponto mais alto do percurso?
Resp: b)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que uma pedra de 0,55 kg é lançada diretamente para cima com uma velocidade inicial de 14 m/s, e podemos ignorar a resistência do ar. A gente vai trabalhar com conceitos de energia cinética e energia potencial gravitacional para descobrir qual é a energia potencial quando a pedra atinge o ponto mais alto.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a energia total da pedra no lançamento é toda energia cinética, já que consideramos que ela começa do repouso em termos de altura. A energia cinética (
) é dada pela fórmula:
onde
é a massa e
é a velocidade inicial.
Passo 3
Vamos calcular a energia cinética inicial:
Então, a energia cinética inicial é 53,9 J.
Passo 4
Quando a pedra atinge o ponto mais alto, toda essa energia cinética é transformada em energia potencial gravitacional (
), já que a velocidade nesse ponto é zero. A energia potencial gravitacional é dada por:
onde
é a aceleração da gravidade (aproximadamente
) e
é a altura máxima.
Passo 5
Como a energia cinética inicial se transforma totalmente em energia potencial no ponto mais alto, podemos igualar as duas energias:
Isso confirma que a energia potencial no ponto mais alto é 53,9 J.
Resposta
b)