Question

Um corpo de massa igual a 10 kg é jogado verticalmente para baixo, de uma altura de 20 m, com velocidade inicial de 12m/s, num lugar onde a aceleração da gravidade é 9,8m/s² e o atrito com o ar, desprezível. Qual a sua energia cinética quando se encontra a 10 m do chão?

Answer 1

Primeira maneira de resolver : Encontrar a velocidade quando estiver a 10m de altura do solo e depois utilizar a fórmula de energia cinética 

Como é um MUV : Torricelli 
v²=vo²+2.a.d
v²=12²+2.9,8.10
v= 2√85

Com a velocidade no instante em que o corpo está a 10 m do referencial,podemos utilizar a fórmula de EC :

Ec = m.v²/2
Ec = 10.(2√85)²/2
Ec = 1700 J

A segunda maneira de resolver é por meio da transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética durante a queda. 

Epg do início: 
Epg = m.g.h
Epg = 10.9,8.20
Epg = 1960 J

Ec do início:
Ec = m.v²/2
Ec = 10.12²/2
Ec = 720 J

Conforme foi dito, a energia potencial gravitacional vai ser transformada em energia cinética conforme a altura diminui e a velocidade do movimento aumenta. 

Epg quando estiver a 10 m do solo :
Epg = m.g.h
Epg = 10.9,8.10
Epg = 980 J 

Ec quando estiver a 10 m do solo 
Ec = m.v²/2
Ec = 10.(2.√85)²/2
Ec= 1700 J

Portanto, a energia cinética no momento em que estiver a 10 m de altura valerá 1700 J. Vale ressaltar, que parte dos 1960 J da Epg do início se transformaram em Ec,pois a velocidade do movimento aumentou .