Uma criança abandona um objeto de 2000g do alto de um apartamento considerando que ele more no décimo andar

e cada andar 3 m determine a energia mecânica da bolinha caso ela tenha chegado ao solo com a velocidade de 80 km h use g=10m/s

1 Resposta

  • Yagolds

    A partir dos cálculos realizados e a partir dos dados que a questão nos fornece, podemos afirmar que é de 1092,84 Joules. E para chegarmos nessa conclusão, é válido nos lembrarmos da fórmula que usamos para calcular a energia mecânica de um corpo.

    E que fórmula é essa ?

    Ela se dá por :

    Largeoxed{oxed{oxed{Em=Ec+Ep}}}

    Em que :

    Largeegin{cases}Em=Energia~mechat{a}nica~(dada~em~Joules)Ec=Energia~Cinacute{e}tica~(dada~em~Joules)Ep=Energia~Potencial~(gravitacional~e~ou~elacute{a}stica)end{cases}

    E como calculamos a energia cinética ?

    Calculamos como sendo :

    Largeoxed{oxed{oxed{Ec=dfrac{mcdot v^2}{2}}}}

    Onde :

    Largeegin{cases}Ec=Energia~cinacute{e}tica~(dada~em~Joules)m=Massa~(dada~em~kg)v=Velocidade~(dada~em~m/s)end{cases}

    E a energia potencial ?

    A energia potencial pode ser tanto a gravitacional quanto a elástica, as fórmulas das duas energias são respectivamente :

    Largeoxed{oxed{oxed{Epg=mcdot gcdot h}}}~e~Largeoxed{oxed{oxed{Epe=dfrac{Kcdot x^2}{2}}}}

    Em que na energia potencial gravitacional :

    Largeegin{cases}Epg=Energia~potencial~gravitacional~(dada~em~Joules)m=Massa~(dada~em~kg)g=Acelerac_{!!,}	ilde{a}o~gravitacional~(dada~em~m/s^2)h=Altura~(em~metros)end{cases}

    E na energia potencial elástica :

    Largeegin{cases}Epe=Energia~potencial~elacute{a}stica~(dada~em~Joules)K=Constante~elacute{a}stica~(dada~em~Ncdot m)x=De	ext{$f$}ormac_{!!,}	ilde{a}o~da~mola~(dada~em~metros)end{cases}

    Sabendo dessas duas fórmulas, vamos resolver a questão.

    Ela nos diz que uma criança abandona um objeto que possui uma massa de 2000 g, do alto de um apartamento no qual ele mora no décimo andar e cada andar possui 3 metros, dito isso, nos pede para determinarmos a energia mecânica da bolinha caso ela tenha chegado ao solo com uma velocidade de 80 km/h em um lugar no qual a aceleração da gravidade vale 10 m/s².

    Antes de prosseguirmos, faz-se necessário realizarmos algumas adequações nas unidades de medida. No S.I, a massa é dada em quilogramas (kg), entretanto, a massa foi dada em gramas, então teremos que converter a massa de gramas para quilogramas, para isso, basta dividirmos por 1000.

    A velocidade foi dada em km/h. Porém, no S.I, a velocidade é dada em m/s, então teremos que transformar de km/h para m/, para isso, basta dividirmos o valor da velocidade por 3,6.

    E para encontrarmos a altura relativa ao solo, basta multiplicarmos o número de andares do prédio pelo tamanho de cada um.

    Convertendo a massa :

    Large	ext{$dfrac{2000~g}{1000} =Largeoxed{oxed{oxed{2~kg}}}$}

    Convertendo a velocidade :

    Large	ext{$dfrac{80~km/h}{3{,}6}=Largeoxed{oxed{oxed{22{,}2~m/s}}}$}

    Encontrando a altura :

    Large	ext{$10~andarescdot 3=Largeoxed{oxed{oxed{30~metros}}}$}

    Pronto, todas as unidades estão de acordo e podemos prosseguir com a resolução da questão. E como a questão nos forneceu a aceleração gravitacional e a altura, então vamos calcular a energia potencial gravitacional para encontrarmos a energia mecânica.

    Vamos anotar os valores :

    Largeegin{cases}Em=?Ec=?Epg=?m=2~kgh=30~mv=22{,}2~m/sg=10~m/s^2end{cases}

    Aplicando na fórmula :

    Large	ext{$Em=Ec+Epg$}

    Large	ext{$Em=dfrac{mcdot v^2}{2}+mcdot gcdot h$}

    Large	ext{$Em=dfrac{2cdot (22{,}2)^2}{2}+2cdot 10cdot 30$}

    Large	ext{$Em=dfrac{ackslash!!!2cdot 492{,}84}{ackslash!!!2}+20cdot 30$}

    Large	ext{$Em=492{,}84+600$}

    Largeoxed{oxed{oxed{Em=1092{,}84~Joules}}}

    Em suma, a partir dos cálculos realizados, podemos afirmar que a energia mecânica desenvolvida por essa bolinha, é de 1092,84 Joules.

    Para mais exercícios semelhantes, acesse :

    Bons estudos e espero ter ajudado :)


    Uma criança abandona um objeto de 2000g do alto de um apartamento considerando que ele more no décim

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