Questão 3:
Considere que uma pedra, com peso de 20 N , foi arremessada verticalmente para cima a partir do nível do solo e que quando alcança a altura de 15 m acima do solo sua velocidade é de
. Utilize o princípio de conservação da Energia Mecânica para encontrar a velocidade de lançamento da pedra e a altura máxima alcançada por ela.
Passo 1
O enunciado diz que uma pedra de peso
N é lançada verticalmente do solo e, ao atingir
m de altura, sua velocidade é
m/s. O conteúdo é conservação da energia mecânica, envolvendo energia cinética e potencial gravitacional. Vamos determinar a velocidade inicial
e a altura máxima
.
Passo 2
Para usar energia mecânica precisamos da massa. Como o peso
, temos
Passo 3
Escrevemos a conservação entre o ponto de lançamento (
,
) e
m (
m/s):
Passo 4
Cancelando
e multiplicando por 2:
logo
Passo 5
Para a altura máxima
, no ponto mais alto
, então toda energia cinética inicial vira potencial:
Resposta
Velocidade de lançamento:
Altura máxima:
Altura máxima: