Você aprendeu que a soma da energia potencial gravitacional da pedra com a energia cinética em determinado ponto da queda é a energia mecânica nesse instante. Se não houvesse resistência do ar, a energia mecânica seria a mesma em todos os instantes, isso é, permaneceria constante ao longo de toda queda. Observe a queda de uma bola de tênis de 10 metros de altura na figura ao lado. Quais os valores, em joules, representados pelas letras nos retângulos? (considere g=10 m /s ao quadrado. )
Respostas
A energia mecânica total do sistema sempre se conservará, independente da posição da bola.
Como a energia cinética inicial do movimento de queda livre era nula, podemos deduzir que a velocidade inicial era zero.
Após cair 5 metros, aplicando a equação de Torricelli, teremos que a velocidade será:
V² = Vo² + 2gΔh = 0 + 2*10*5 = 100
V = √(100) = 10 m/s
Logo a energia potencial gravitacional será:
a = Ep = mgh = 0,12*10*5 = 6 J
E a energia cinética:
b = Ec = mv²/2 = 0,12*10²/2 = 6 J
Ao atingir o solo a energia potencial gravitacional será nula, pois a altura será zero. Como a energia mecânica total do sistema se conserva, a energia nesse instante será igual à energia mecânica inicial da bola:
Em = Em'
12 = Ec
Logo:
c = Ep = 0
d = Ec = 12 J
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