Ex. 5 - Você lança uma bola de beisebol de
para cima com uma velocidade inicial de
. (a) Qual é a energia cinética inicial da bola? (b) Qual é a energia cinética final? (c) Qual é o trabalho da força peso ? (d) Usando a conservação da energia calcule a que altura ele chega, desprezando a resistência do ar.
Passo 1
O enunciado diz que uma bola de massa
é lançada para cima com velocidade inicial
. Pede-se (a) a energia cinética inicial, (b) a energia cinética no ponto mais alto, (c) o trabalho da força peso e (d) a altura máxima usando conservação de energia. Vamos usar as fórmulas de energia cinética, o teorema trabalho–energia e a conservação da energia mecânica.
Passo 2
A energia cinética inicial é
Substituindo
e
:
Passo 3
No ponto mais alto a velocidade é zero, portanto a energia cinética final é
Passo 4
Pelo teorema trabalho–energia, o trabalho da força peso é igual à variação da energia cinética:
Passo 5
Para achar a altura máxima usamos conservação da energia mecânica (sem resistência do ar):
Tomando potencial gravitacional nula no solo (
) e
, fica
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)