Uma bola de golfe é golpeada por um taco, atinge o solo em um ponto dois metros acima do ponto de lançamento, e rola em terreno plano até parar. A energia potencial do sistema Terra-bola é maior
A) imediatamente antes do lançamento
B) imediatamente após o lançamento
C) imediatamente após a bola atingir novamente o solo
D) no momento em que a bola para de rolar
E) no momento em que a bola atinge o ponto mais alto da trajetória.
A) imediatamente antes do lançamento
B) imediatamente após o lançamento
C) imediatamente após a bola atingir novamente o solo
D) no momento em que a bola para de rolar
E) no momento em que a bola atinge o ponto mais alto da trajetória.
Passo 1
Vamos resolver essa questão sobre energia potencial gravitacional envolvendo uma bola de golfe. O enunciado nos diz que a bola é golpeada, atinge um ponto 2 metros acima do lançamento, e depois rola até parar. Precisamos comparar a energia potencial do sistema Terra-bola em diferentes momentos para determinar em qual deles ela é maior.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é energia potencial gravitacional. A energia potencial (
) de um objeto em relação à Terra é dada pela fórmula:
onde:
-
é a massa do objeto, -
é a aceleração da gravidade ( ), -
é a altura em relação ao ponto de referência.
Então, quanto maior a altura (
), maior a energia potencial.
Passo 3
Vamos analisar cada opção:
A) Imediatamente antes do lançamento
- A bola está no ponto de lançamento, digamos na altura
. - Então,
.
B) Imediatamente após o lançamento
- A bola ainda está no mesmo ponto, apenas começando a se mover.
- Ainda,
, então .
C) Imediatamente após a bola atingir novamente o solo
- A bola voltou ao chão,
, .
D) No momento em que a bola para de rolar
- A bola está em terreno plano,
, .
E) No momento em que a bola atinge o ponto mais alto da trajetória
- Aqui, a bola está a 2 metros acima do ponto de lançamento.
- Então,
.
Passo 4
Comparando todas as opções, a única que apresenta uma energia potencial maior é a E, onde a bola está no ponto mais alto, a 2 metros acima do lançamento.
Resposta
E) no momento em que a bola atinge o ponto mais alto da trajetória.