Seja um projetil de 15 g disparado verticalmente para cima, com velocidade de inicial de 20 m / s. a) Qual é o trabalho executado até o ponto em o projétil para momentaneamente? b) Que altura o projétil alcança?

Passo 1

O enunciado dá um projétil de massa 15 g lançado verticalmente para cima com velocidade inicial v0=20 m/s. Pede-se (a) o trabalho executado até a velocidade ficar nula e (b) a altura máxima alcançada. Vamos usar o teorema trabalho–energia e a conservação de energia mecânica.

Passo 2

Convertemos a massa para o SI e identificamos as forças atuantes.
m = 15 g = 0,015 kg, g = 9,8 m/s^2
A única força que realiza trabalho na subida é o peso.

Passo 3

Pelo teorema trabalho–energia entre o lançamento e o ponto de apogeu ( v=0):
W = De<a K = Kf - Ki = 0 - tfrac12,m,v0^2
Substituindo,
W = -tfrac12cdot0,015cdot20^2 = -3 J

Passo 4

Para a altura máxima, a energia cinética inicial se converte em potencial gravitacional:
mgh = tfrac12,m,v0^2 Longrightarrow h = v0^22g = 20^22cdot9,8approx20,4 m

Resposta

a) W = -3 J
b) h approx 20,4 m

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