Question

5)Um corpo com massa de 0,5 kg é abandonado de uma altura de 490m em relação ao solo. Qual sua energia potencial gravitacional depois de 5segundos?

Answer 1

Resposta:

$E_P=1800,75 \ J$

Explicação:

O movimento de queda pode ser escrito por meio da fórmula:

$S=V_0t+\frac{at^2}{2}$

Onde $S$ é a distância percorrida, $V_0$ é a velocidade inicial, $a$ é a aceleração e $t$ é o tempo. No nosso caso a aceleração envolvida é a própria gravidade $g=9,8 \ m/s^2$.

Vamos descobrir a que altura ($h$) ele estará do solo após $t=5 \ segundos$, pois para calcular sua energia potencial gravitacional precisamos da massa ($m$), gravidade ($g$) e altura ($h$):

$E_P=mgh$

Então:

$S=V_0t+\frac{at^2}{2}$  

Com $V_0=0$, pois o corpo foi abandonado, isto é, tem velocidade inicial nula:

$S=0+\frac{gt^2}{2} \\\\h_{queda}=\frac{9,8*5^2}{2} \\\\h_{queda}=122,5 \ m$

Note que $h_{queda}$ representa a distância de queda percorrida em 5 segundos, então a altura após decorrido esse tempo é de:

$h=490-122,5\\h=367,5 \ m$

Com isso, por fim:

$E_P=mgh\\\\E_P=0,5*9,8*367,5\\\\E_P=1800,75 \ J$

Valeu!