(3pts) Um mergulhador de massa m cai de uma prancha a
acima da superfície da água. Despreze a resistência do ar. (a) Use a conservação de energia mecânica para encontrar sua velocidade
acima da superficie da água. (b) Encontre sua velocidade ao atingir a água.
Passo 1
O enunciado nos dá um mergulhador de massa
que cai de uma prancha a
m acima da superfície da água, desprezando a resistência do ar. O conteúdo é conservação de energia mecânica, pela qual a energia potencial gravitacional se converte em energia cinética à medida que o mergulhador desce. Vamos achar sua velocidade a
m de altura e ao atingir a água (altura zero).
Passo 2
Em ausência de forças dissipativas, a energia mecânica total se conserva:
Tomando como referência
na superfície da água
, temos na altura
:
onde
m é a altura inicial.
Passo 3
Rearranjando para
, obtemos
Passo 4
Para
m substituímos na expressão:
Passo 5
Para
m (ao atingir a água):
Resposta
(a)
a
m de altura.
(b) ao atingir a água.
(b)