Um rio desce 15 metros através de uma cachoeira. A velocidade da água é de 3,2 m/s no inicio da cachoeira e 13 m/s no fim da queda. Que percentagem da energia potencial gravitacional do sistema água-Terra é transferida para energia cinetica durante a descida da água? ( Se quiser pode considerar massa da água igual a 10Kg)
Soluções para a tarefa
O percentual da energia potencial gravitacional que foi transferido para energia cinética foi de aproximadamente 53%.
Pelo Princípio da Conservação da Energia Mecânica, a soma da energia cinética inicial com a energia potencial gravitacional será igual à energia cinética final menos a energia dissipada.
No alto da cachoeira a Energia potencial gravitacional era de -
Epg = m·g·h
g ≅ 10 m/s²
Epg = 10·10·15
Epg = 1500 Joules
A parte dessa energia potencial gravitacional que foi transformada em energia cinética, pode ser calculada da seguinte maneira -
Ecinicial + Epg(transformada) = Ecfinal
mV1²/2 + Epg = mV2²/2
Epg = mV2²/2 - mV1²/2
Epg = 10·13²/2 - 10·3,2²/2
Epg = 845 - 51,2
Epg = 793,8 joules
Para sabermos a percentagem da Epg inicial que foi transferida para energia cinética -
1500·x% = 793,8
x ≅ 53%