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Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick - Capítulo 8.8 - Ex. 46

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desse livro

Um esquiador de 60   k g deixa a extremidade de uma rampa de salto de esqui com uma velocidade de 24   m / s 25 ° acima da horizontal. Suponha que, devido ao arrasto do ar, o esquiador retorne ao solo com uma velocidade de 22   m / s , aterrissando 14   m verticalmente abaixo da extremidade da rampa. Do início do salto até o retorno ao solo, de quanto a energia mecânica do sistema esquiador-Terra foi reduzida devido ao arrasto do ar?

Passo 1

Oi, pessoal! Tudo bom? Essa é uma questão de conservação de energia. Aqui correlacionaremos energia cinética e potencial com os dados fornecidos pelo problema para acharmos a diferença ∆ E t relacionado ao arrasto de ar. De acordo com a equação 8-33:

∆ E t = - ∆ E m e c

Sendo a variação de energia térmica dada por:

∆ E t = - ( ∆ K + ∆ U )

Pelas definições de energia cinética e potencial, ficamos com

∆ E t = 1 2 . m v i 2 - v f 2 + m . g ( y i - y f )

Agora bora aplicar!

Passo 2

Desta forma, substituindo os dados fornecidos pelo problema, ficamos com,

∆ E t = 1 2 . ( 60   k g ) 24   m / s 2 - 22   m / s 2 + ( 60   k g ) . ( 9,81   m / s ² ) . ( 14 m )

∆ E t = 1,1 . 10 4   J

Resposta

∆ E t = 1,1 . 10 4   J

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