Question

27.
Um projétil de massa 5,0 g foi disparado verticalmente para cima com velocidade inicial de 200 m/s, a partir do solo. A ação da
resistência do ar retardou o movimento e fez com que após 5,0 segundos o projetil já atingisse o ponto mais alto da trajetória.
Considerando a aceleração gravitacional igual a 10 m/s2, a energia mecânica dissipada durante o movimento de subida do
projétil foi
(A) 25 J
(B) 50 J.
(C) 75 J.
(D) 100 J.
(E) 125 J.​

Answer 1

A energia mecânica dissipada foi de 75 Joules.

No lançamento vertical para cima, consideramos que a aceleração do objeto lançado equivale à aceleração da gravidade.  No entanto, no caso em questão, temos a ação de forças dissipativas que fazem com que a aceleração do objeto lançado seja outra.

Calculando a aceleração do objeto -

a = ΔV/Δt

a = 200/5

a = 40 m/s²

Calculando a altura máxima atingida pela Equação de Torricelli -

V² = Vo² - 2ah

0 = 200² - 2(40)h

h = 500 metros

A diferença entre a energia cinética inicial e a energia potencial a 500 metros de altura equivale a energia mecânica dissipada -

Ec = mV²/2

Ec = 0,005. 200²/2

Ec = 100 Joules

Epg = mgh

Epg = 0,005. 10. 500

Epg = 25 Joules

Ed = 100 - 25

Ed = 75 Joules