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Enunciado

Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 55

Um jogador de beisebol lança uma bola de 0,150 kg a uma velocidade escalar de 40,0 m/s e um ângulo inicial de 30,0° com a horizontal. Qual é a energia cinética da bola de beisebol no ponto mais alto de sua trajetória?

Passo 1

Queridos, notem: no ponto mais alto da trajetória, a bola tem velocidade nula na vertical, uma vez que nesse ponto ela para de subir e começa, imediatamente em seguida, a cair.

Por conta disso, nesse ponto, analisando seu movimento na vertical, ela só vai ter energia potencial!

Ainda assim, ela tem velocidade de deslocamento na horizontal, que a gente sabe de outros exercícios de lançamento oblíquo que é sempre constante!

A gente tem a relação entre a velocidade original e as velocidades horizontal e vertical a partir desse esqueminha clássico:

Com isso, sendo a velocidade original v = 40,0   m / s e o ângulo de inclinação de v com a horizontal sendo θ = 30 ° , a gente vai ter pra velocidade horizontal v x :

v x = 40 ∙ cos ⁡ 30 ° = 40 ∙ 3 2

v x = 20 3   m / s

Passo 2

Legal, com isso a gente consegue calcular a energia cinética devida ao movimento da bola, nesse caso, apenas na horizontal.

A partir da formulinha da energia cinética, K = m ∙ v 2 2 , a gente vai ter:

K = 0,150 ∙ 20 3 2 2

K = 0,150 ∙ 40 0 ∙ 3 2

K = 0,450 ∙ 200

∴ K = 90   J

Resposta

K = 90   J

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