Question

Um corpo de 2kg cai em queda livre e quando está a uma altura de 4M do solo sua energia mecânica vale 105J. Determine sua velocidade (em km/h) nesse instante

Answer 1

Quando o corpo é abandonado, só existe a energia potencial gravitacional nele. Além disso, por ser um sistema conservativo, a energia mecânica é constante. Portanto, naquele momento:

$energia \: mecanica = energia \: potencial \: gravitacional \\ 105 = mgh \\ 105 = 2 \times 10 \times h \\ 20h = 105 \\ h = 5.25m$

Achamos a altura total. A altura percorrida(Hp) será a diferença de 1,25m, pois no momento do enunciado a altura é de 4m. Logo, pela equação de Torricelli:

$v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \times 10 \times 1.25} \\ v = \sqrt{25} = 5$

A velocidade é de 5m/s, que em km/h fica:

$\boxed{18km/h}$