Questão 21: Uma bala de morteiro de
é disparada para cima com uma velocidade inicial de
e um ângulo de
em relação à horizontal. (a) Qual a energia cinética da bala no momento do disparo? (b) Qual é a variação na energia potencial da bala do momento em que atinge o ponto mais alto da trajetória? (c) Qual a altura atingida pela bala?
Passo 1
O enunciado trata do lançamento oblíquo de uma bala de morteiro de
kg com velocidade inicial
,m/s num ângulo de
acima da horizontal. Para resolver usamos:
– Energia cinética inicial: .
– No ponto mais alto, a componente vertical da velocidade zera e ganha-se energia potencial .
– A altura máxima obtém-se de
, em que
.
– Energia cinética inicial:
– No ponto mais alto, a componente vertical da velocidade zera e ganha-se energia potencial
– A altura máxima
Passo 2
Calculamos a energia cinética inicial:
Portanto,
J.
Passo 3
Primeiro, a componente vertical da velocidade:
m/s. Em seguida, a altura máxima:
Portanto,
m.
Passo 4
A variação de energia potencial ao subir essa altura é
Portanto,
J.
Resposta
(a)
J
(b) J
(c) m
(b)
(c)