Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 8.Problemas Adicionais - Ex. 123
123- Uma corredeira em um rio envolve uma descida de 15 m. A velocidade da água é 3,2 m/s no início da corredeira e 13 m/s no final. Que porcentagem da energia potencial gravitacional do sistema águaTerra é transferida para energia cinética durante a descida da água? (Sugestão: Considere a descida de, por exemplo, 10 kg de água.)
Passo 1
Podemos desenhar a corredeira do rio de acordo com a seguinte imagem:
Dessa forma pela conservação da energia temos que a mesma energia existente antes é a mesma energia existente após:
Energia no início:
Onde a energia cinética no estado inicial vale:
E a energia potencial vale:
Onde temos a energia potencial gravitacional e a energia cinética atuando no ponto de começo.
Passo 2
No ponto final da corredeira a energia final da água será somente a energia cinética, o que será igual a :
Passo 3
A razão existente entre a variação da energia cinética entre a energia potencial gravitacional será de:
Nesse sistema em especial a energia antes não será igual a energia depois, isso ocorre por que no trajeto do rio a água sofre de atrito e avarias que causam perdas no sistema.