de um helicóptero, que desce verticalmente é abandonada uma pedra, quando o mesmo se encontra a 100 m do solo. Sabendo-se que a pedra leva 4 s para atingir o solo supondo g= 10 m/s2, a velocidade de descida do helicoptero, no momento em que a pedra é abandonada, tem valor absoluto, em m/s, de:
Soluções para a tarefa
Esse exercicio pode ser resolvido por um conceito muito importante da física, a transformação e conservação de energia.
Um breve conceito sobre energia, energia é uma propriedade do sistema que te permite realizar trabalho, pelo conceito de trabalho de uma força é a de variar quaisquer tipos de energia. Trabalhando em um sistema mecânico perfeito, ou seja em que não existe dissipação de energia, temos que a Energia total antes é igual a energia total depois. Algebricamente:
Em0 = Em1
Agora vamos apontar algumas observações, esse exércicio não é de queda livre, já que por inércia a pedra já adiquire uma velocidade inicial V0 só por estar dentro do helicóptero, então inicialmente temos enérgia cinética e enérgia potencial.
Podemos igualar a soma algebrica dessas energia a energia cinética final que é a enérgia cinética momentos antes da colisão com o solo:
Ep + Ec1 = Ec2
2mgh + mV1² = m.Vo²
m (2gh +v1²) = m . Vo²
Dá para cortar m com m, caracterizando um exercício de cinemática, em que o problema independe da massa.
2gh + v1² = vo²
g = 10 m/s²
H = 100 m
2000 + v1² = vo²
Porém,
v1 = vo + 10.4
v1 = vo + 40 Substituindo:
2000 + vo² = (vo + 40)²
2000 + vo² = vo² + 80vo + 1600
2000 - 1600 = 80vo
80vo = 400
vo = 5 m/s
Porém, a velocidade inicial da pedra é igual a velocidade do helicóptero já que esse adiquiriu essa velocidade por estar dentro do helicóptero.
Espero ter ajudado.