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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 7.Exercícios - Ex. 16

Uma atiradeira lança verticalmente um seixo de 10 g até uma altura de 22,0 m. a) Qual é a energia potencial elástica armazenada nas tiras de borracha da atiradeira? b) Qual seria a altura atingida por um seixo de 25 g lançado pela atiradeira supondo esta mesma energia potencial elástica armazenada? c) Quais são os efeitos físicos que você está desprezando ao resolver este problema?

Passo 1

Beleza pessoal?! Espero que esteja tudo bem com meu os herdeiros de Newton. Vamos dar início a mais uma resolução com o padrão de qualidade do Responde aí, então pegue seu lápis, caderno e café e vamos nessa!!!

(a) Primeiramente, calculamos a energia potencial gravitacional da pedra naquela altura 22.0 m, sabendo que a energia potencial gravitacional energia potencial gravitacional é dada pela eq (7.2):

U g r a v = m g y

Assim, substituindo pela massa da pedra m=10 g   =   10 ⁻ ²   k g e sua altura y=22.0 m, obtemos:

U g r a v = ( 10 ⁻ ² ) ( 9.8 ) ( 22.0 )   =   2.156   J

Como não há outras forças além da ação gravitacional sobre a pedra em sua ascensão, então, da conservação da energia da conservação da energia, temos:

U 1 + K 1 = U 2 + K 2

Mas a energia cinética da pedra em sua altura é K2​=0, e tomando o nível em que a pedra foi lançada como sendo a energia potencial zero y1​=0, obtemos:

0 + K 1 = 2.156 + 0

K 1 = 2.156   J

Esta é a energia cinética com que o estilingue atira a pedra.

Agora, aplicando a conservação da energia à pedra quando ela está no estilingue, temos:

U 1 + K 1 = U 1 + K 2

U 1 + 0 = 0 + 2.156

U 1 = 2.156   J

Passo 2

(b) Como podemos ver na parte (a), a energia potencial armazenada no estilingue é igual à energia potencial gravitacional da pedra em sua altura, então temos:

U e l = m g y

y = U e l m g

Usando a mesma energia potencial U1​=2.156, uma pedra de massa m=25 g = 0,025 kg pode atingir uma altura:

y 2.156 0.025 ∙ 9.8 = 8.8 m

(c) Aqui, assumimos que o estilingue é uma mola perfeita ignorando sua deformação, também ignoramos a resistência do ar.

Resposta

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