Question

Uma melancia de 4,80 kg é largada (sem velocidade inicial) da extremidade do telhado de um edifício a uma altura de 25,0 m. a resistência do ar é desprezível. a) Calcule o trabalho realizado pela gravidade sobre a melancia durante o seu deslocamento do telhado até o solo. b) imediatamente antes da melancia colidir com o solo, qual é i) sua energia cinética , e ii) Sua velocidade escalar é ? c) Qual das respostas nos itens (a) e (b) seria diferente se a resistência do ar fosse significativa?

Answer 1

Resposta:

Oi

Explicação:

a) O trabalho efetuado pela gravidade sobre um corpo em queda pode ser determinado pela equação:

W = m · g · h, onde W = trabalho em Joules, m = massa, g = aceleração da gravidade, h = altura.

Logo W = 4,80 kg · 9,81 m/s² · 25 m

Trabalho efetuado = 1.177 J

i) Energia sinética, quando a velocidade é desconhecida:

Determinamos a velocidade usando a equação V = √(2·g·Δh)

logo V = √(2 · 9,81m/s² · 25 m)

V = 22,14 m/s

Determinamos a energia sinética:

Es = 0,5 · 4,8 kg · (22,14m)² = 1.103,62 J

ii) 22,14 m/s

b) Primeiro temos que determinar o tempo da queda:

t = √(2 · h / g) = √5,1 = 2,26 s.

Usando V = Vo + g · t podemos determinar a velocidade no impacto

V = 0 + 9,81 m/s² · 2,26 s = 22,14 m/s, que tinhamos calculado supra.

c) velocidade e tempo

Answer 2

A situação inicial implica forças conservativas, portanto:

• a) W=1200 J, para g=10m/s^2.
• b) Sendo forças conservativas K=U=1200J e Vf=22,3m/s
• c) Se for considerada a resistência do ar, todos os resultados mudam, pois entra em ação uma força não conservativa que deve ser adicionada como energia extra.

Trabalho e energia

Trabalho é a transferência de energia mecânica de um objeto para outro. Como o trabalho é um movimento de energia, ele é medido nas mesmas unidades que a energia, joules (J). A definição de trabalho em um contexto de física é bem diferente de como ela é usada na vida cotidiana.

Se houver apenas energia cinética:

                                    $E=K_f-K_i=\frac{1}{2}*mV_f^2- \frac{1}{2}*mV_0^2$

Se houver apenas energia potencial:

                                    $E=U_f-U_i=m*g*h_f-m*g*h_i$

E se houver ambos apenas com forças conservativas, a energia é constante e a seguinte igualdade pode ser feita:

                             

                                           $K_f+U_f=K_0+U_0$

a) Neste caso, a primeira situação nos pede o trabalho realizado pela queda de uma massa com velocidade inicial 0m/s e a velocidade final é 0m/s. Então só existe energia potencial:

                               $W=U_f=m*g*h\\W=4,8kg*10m/s^2*25m\\W=1200J$

b) Nesta parte, ele nos pede a energia cinética imediatamente antes de atingir o solo.

i.

                                          $K_f-K_i=U_f-U_i\\K_f=U_f\\K_f=m*g*h=4,8kg*10m/s^2*25m=1200J$

ii. Para determinar a velocidade aplique a fórmula da energia cinética:

                                $K=\frac{1}{2}*m*V_f^2=1200J\\ \\V_f^2=\frac{2400J}{4,8kg}= 500m^2/s^2\\\\V_f=\sqrt{500m^2/s^2}=22,3m/s$

c) Os cálculos seriam diferentes se somasse a força não conservativa de resistência do ar, pois esta é uma energia interna.

                                       $K_i+U_i=K_f+U_f+E_{int}$

Você pode ler mais sobre as forças conservativas, no seguinte link:

https://brainly.com.br/tarefa/22646813

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