Lista de exercicios - Energia mecânica
Um objeto de 2 quilogramas é lançado horizontalmente de uma altura de 5 metros com velocidade inicial de 3 metros por segundo. Determine a energia mecảnica no instante do lançamento e no instante da colisāo com o solo.
Um objeto de 2 quilogramas é lançado horizontalmente de uma altura de 5 metros com velocidade inicial de 3 metros por segundo. Determine a energia mecảnica no instante do lançamento e no instante da colisāo com o solo.
Passo 1
O enunciado pede a energia mecânica de um corpo de massa
lançado horizontalmente com velocidade inicial
a partir de uma altura
. O conteúdo é energia mecânica, cuja definição é a soma da energia cinética e da energia potencial gravitacional:
Vamos usar
e
, adotando
.
Passo 2
No instante do lançamento a altura é
e a velocidade é puramente horizontal
. Logo,
Somando-as,
Passo 3
Na colisão com o solo a altura é zero
, então
. Como desprezamos atrito e outras forças dissipativas, a energia mecânica se conserva:
Podemos confirmar calculando a velocidade final: a componente vertical chega a
então a velocidade total é
e a energia cinética final
Resposta
No instante do lançamento:
.
No instante da colisão com o solo: .
No instante da colisão com o solo: