Enunciado

Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 10.Exercícios e Problemas - Ex. 4

04. a. Qual é a energia cinética de um carro de que trafega a ?

b. De que altura o carro teria de ser solto para ter esta quantidade de energia cinética imediatamente antes do impacto?

c. Sua resposta ao item anterior depende da massa do carro?

Passo 1

Para resolver esse exercício vamos usar o que aprendemos sobre energia cinética nesse capítulo onde vimos que:

Porém não será necessária apenas a energia cinética. No item fala sobre altura da queda do carro então esse problema também envolverá energia potencial gravitacional:

Passo 2

Vamos descobrir a energia cinética apenas fazendo as substituições dos valores dados pelo enunciado.

Achamos a energia cinética do carro, bora para o próximo item da questão.

Passo 3

Pela conservação de energia sabemos que:

No início do movimento vamos assumir que o carro é solto do repouso (onde , consequentemente ) de uma altura que chamaremos de (a altura que queremos descobrir). Já, antes do impacto (onde , consequentemente ), o item diz que o carro terá a mesma energia cinética que achamos no Passo 2, a conservação de energia ficará:

Isolando e substituindo os valores que conhecemos:

Passo 4

Vamos supor que não descobrirmos que é no Passo 1. Com isso vamos refazer a conservação de energia levando em conta o que já deduzimos sobre cada valor necessário.