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)

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)

Exercícios relacionados

Sejam duas funções e definidas para . Explique por que não pode ser uma função de onda, pode ser uma função de onda válida.
Formou-se gelo em um pequeno lago, e o regime estacionário foi atingido com o ar acima do gelo a e o fundo do lago a . Se a profundidade total do gelo+água é , qual é a espessura do gelo? Considere que as condutividades térmicas do gelo e da água são, respectivamente, e .
Considere uma partícula presa em um poço com potencial dado por
mostre que resolve a equação de Schrödinger desde que
Joga-se diretamente para cima uma pedra de , com velocidade inicial . Podem-se desprezar os efeitos da resistência do ar.
Qual a altura deste ponto?
Resp: c)