Question

Pedro, o protagonista da charge, tentou estimar sua velocidade ao atingir a água
após saltar de um trampolim. Ele não percebeu, mas errou em algum cálculo,
chegando ao valor de 100 m/s (360 km/h).
Responda às perguntas a seguir para identificar o valor correto da velocidade final
de Pedro.

a) Qual a variação da energia potencial gravitacional de Pedro até chegar à água?
Para isso, suponha que a altura do trampolim em relação à água não mude. A
massa do homem é de 70 kg, e a aceleração da gravidade no local é de g = 10 m/s2.

b) Qual a energia cinética final de Pedro logo antes de atingir a água? Despreze a
resistência do ar e considere que a velocidade inicial é nula.

c) Qual a velocidade de Pedro ao chegar à água?

d) Sabendo que, para não se machucar, uma pessoa pode atingir a superfície da
água a uma velocidade de, no máximo, 20 m/s, é seguro para Pedro saltar?

Answer 1

Resposta:

a) A energia potencial gravitacional é dada por:

Ep = mgh

Ep = 70 · 10 · 5

Ep = 3500 J

b) energia cinética é dada por

Ec = (mv²)/2

Porém, não conhecemos sua velocidade, então usaremos a equação de torricelli:

v² = v₀² + 2aΔS

onde a é a aceleração da gravidade:

v² = 0² + 2 · 10 · 5

v = √100 = 10 m/s

agora calculando a energia cinética:

Ec = (mv²)/2

Ec = 70 · 100 / 2

Ec = 3500 J

A conta bate, pois a energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética.

c) 10 m/s como calculado no item b

d) É sim seguro para Pedro, visto que ele vai estar a uma velocidade de 10 m/s ao atingir a água.