Question

Um corpo de massa igual a 1kg é jogado verticalmente para baixo, de uma altura de 20m, com velocidade inicial de 10m/s, num lugar onde a aceleração da gravidade é 9,8 m/s² e o atrito com o ar, desprezível. Qual a sua energia cinetica quando se encontra a 10m do chão?

Answer 1

Inicialmente a energia mecânica do sistema é a gravitacional (Epg) mais a cinética (Ec)
Energia inicial:
Ec=m.v²/2 => Ec = 1.10²/2 = 50J
Epg = m.g.h => Epg = 1.9,8.20 = 196 J
Em relação ao chão a energia mecânica total inicial é de 246J

Como a energia se conserva por não ser considerada a resistência do ar, fazemos que a energia mecânica total a 10m do chão é a mesma:
A 10m do chão temos energia cinética e potencial, mas sua soma ainda deve ser 246J, logo

246 = Epg2 + Ec2
246 = 1.9,8.10 + Ec2
Ec2 =  148 J

Se o problema pedisse a velocidade bastaria substituir,
148 = 1.v²/2
v = 17,2 m/s
abraço

Answer 2

Pode-se afirmar que a sua energia cinética quando se encontra a 10m do chão será equivalente a  148 Joules.

Para responder corretamente, observe que no inicio do processo a energia mecânica do sistema é a energia gravitacional (Epg) somada a energia cinética (Ec):

--> Energia inicial

Ec=m.v²/2

Ec = 1.10²/2

Ec= 50 Joules

Epg = m.g.h

Epg = 1.9,8.20

Epg= 196 Joules

Sabemos que em relação ao solo, a energia mecânica total inicial será de de 246 Joules

Como a energia tem efeito conservativo e desprezando-se a resistência do ar, a energia mecânica total a 10 metros  do chão será a mesma, assim:

246 = Epg2 + Ec2

246 = 1.9,8.10 + Ec2

Ec2 =  148 Joules

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