Question

Um corpo de massa m = 2 kg é abandonado de uma altura h = 10 m.
Observa-se que, durante a queda, é gerada uma quantidade de calor igual a 100 J, em
virtude do atrito com o ar. Considerando g = 10 m/s², calcule a velocidade (em m/s) do
corpo no instante em que ele toca o solo.

Answer 1

Como o corpo está em queda, sob ação da gravidade, ele possui energia potencial gravitacional (chamarei de Epg).
Fórmula da Epg = m * ΔH * g, onde :
m = massa, ΔH = variação de altura, g = aceleração da gravidade 
Calculando Epg =
Epg = 2 * 10 * 10 = 200 J...

Logo, a Epg dele será de 200 J...
Só que, durante a queda, essa Epg será transformada...
Parte da Epg será transformada em calor pelo contato com o atrito e a outra parte será transformada em energia cinética (energia de movimento).

A energia cinética (Ec) será a Epg menos a perda de calor com atrito, logo:
Ec = 200 - 100
Ec = 100 J

Para calcularmos a velocidade, usamos a fórmula da energia cinética, que é $Ec= \frac{m * v^{2}}{2}$

Se Ec = 100 J e m = 2 kg, logo:
 $100 = \frac{2 * v^{2} }{2}$
Cortando o 2 de baixo com o 2 de cima, fica:
$100 = v^{2} v = \sqrt{100} v=+-10$
Mas só usamos +10 m/s, então a velocidade do corpo ao tocar o solo será de 10 m/s.

Resposta: 10 m/s...

Acho que é isso...

Answer 2

A velocidade do  corpo no instante em que ele toca o solo equivale a 10m/s.

Pelo Princípio da Conservação da Energia Mecânica, sabemos que a energia potencial gravitacional inicial do corpo será equivalente à soma da energia cinética ao chegar ao solo com a energia dissipada em forma de calor.

Em inicial = Em final + Edissipada

Epg = Ec + Edissipada

A energia potencial gravitacional constitui-se na energia que o corpo acumula em razão da força de atração gravitacional da Terra.

Epg = mgh

A energia cinética é a energia ligada ao movimento dos objetos ou corpos. A energia cinética de um corpo está relacionada à sua massa e a sua velocidade.

Ec = mV²/2

Dados fornecidos pela questão-

• m = 2 kg
• h = 10 metros
• Energia dissipada = 100 Joules

Calculando a velocidade do corpo no instante em que ele toca o solo-

Epg = Ec + Edissipada

mgh = mV²/2 + 100

2. 10. 10 = 2. V²/2 + 100

200 = V² + 100

V² = 100

V = 10 m/s

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