Um garoto chuta uma bola de massa 400 g que, em determinado instante, tem velocidade de 72 \mathrm{~km} / \mathrm{h} e altura igual a 10 m em relação ao solo. Adotando |\vec{g}|=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2} \mathrm{e} considerando um referencial no solo, determine a energia cinética e a energia potencial de gravidade da bola no instante considerado.

Passo 1

O enunciado dá uma bola de massa 400 g que, num certo instante, tem velocidade de 72 km/h e está a 10 m do solo. Queremos calcular a energia cinética e a energia potencial gravitacional nesse instante. Vamos usar as fórmulas
E_c = \tfrac12mv^2
E_p = mgh

Passo 2

Primeiro, convertemos massa e velocidade para o SI.
A massa
m = 400\\ \mathrm{g} = 0,4\\ \mathrm{kg}.
A velocidade
v = 72\\ \mathrm{km/h} = 72\times\frac{1000}{3600}\\ \mathrm{m/s} = 20\\ \mathrm{m/s}.

Passo 3

Agora calculamos a energia cinética usando \,E_c = \tfrac12 m v^2:
E_c = \tfrac12 \times 0,4 \times 20^2 = 0,2 \times 400 = 80\\ \mathrm{J}.

Passo 4

Em seguida, calculamos a energia potencial gravitacional usando \,E_p = mgh com g=10\\ \mathrm{m/s^2} e h=10 m:
E_p = 0,4 \times 10 \times 10 = 40\\ \mathrm{J}.

Resposta

Energia cinética: 80\\ \mathrm{J}
Energia potencial gravitacional: 40\\ \mathrm{J}

Exercícios relacionados