Uma pedra é abandonada de uma altura de
. A resistência do ar é desprezível e a aceleração da gravidade local tem módulo igual a
. Determinar a velocidade ao final da queda através da conservação da energia (comparar com a questão 3).
Passo 1
O enunciado diz que uma pedra é largada do repouso de uma altura de
,m, desprezando a resistência do ar, e pede a velocidade ao atingir o solo usando conservação de energia. O tema é energia mecânica (potencial gravitacional e cinética) e vamos usar que a energia mecânica total se conserva se não há forças dissipativas.
Passo 2
Inicialmente, a pedra tem energia potencial gravitacional e energia cinética nula, pois parte do repouso. No momento final, ao nivel do solo, a energia potencial é zero e toda a energia virou cinética. Portanto:
Passo 3
Da equação acima podemos simplificar a massa
dos dois lados e isolar
:
Passo 4
Substituindo
,m/s
e
,m:
Esse resultado coincide com o obtido pela equação de movimento uniformemente acelerado (questão 3), pois também daria
.