Exemplos de questões sobre a lei da conservação da energia mecânica

16 exemplos de perguntas sobre a lei da conservação da energia mecânica

A lei da conservação da energia mecânica no movimento de queda livre

1. Um coco com massa de 2 kg cai livremente de uma altura de 6 metros. A energia cinética do coco ao atingir o solo é de… g = 10 m/s²²
Discussão
Conhecido :
Massa do coco (m) = 2 kg
Altura (h) = 6 metros
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado : energia cinética (EK)
Jawab :

Energia mecânica inicial
Se um objeto está em queda livre, ele não possui velocidade inicial. Como não há velocidade inicial, não há energia cinética inicial. Inicialmente, o objeto está a uma altura de 6 metros, portanto, é claro que o objeto possui energia potencial gravitacional inicial. Assim, a energia mecânica (EM) inicial é_o) é a energia potencial gravitacional (EP).
EM_o = EP = mgh = (2)(10)(6) = 120 Joules

Energia mecânica final
Ao se mover para baixo, a altura de um objeto diminui, logo sua energia potencial gravitacional diminui. A energia potencial gravitacional não é perdida, mas convertida em energia cinética. Quando o objeto atinge o solo, sua altura é a mesma que a altura do solo (h = 0), portanto sua energia potencial gravitacional é zero (h = 0, logo EP = mgh = 0). Toda a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética. Assim, a energia mecânica final (EM) é_t) é energia cinética (EK).
EM_t = EK = ½ mv²

Lei da conservação da energia mecânica :
Energia mecânica inicial = energia mecânica final
EM_o = EM_t
EP = EK
120 = EK
A energia cinética de um coco ao atingir o solo é de 100 Joules.

2. Uma bola com massa de 2 kg queda livre a partir da posição A, conforme mostrado na figura. (g = 10 m/s)^-2Ao atingir o ponto B, a energia cinética é igual a duas vezes a energia potencial, portanto a altura do ponto B em relação ao solo é…

A. 80 m
B. 70 m
C. 60 m
D. 40 m
E. 30 m

Discussão
Conhecido :
Massa da bola (m) = 2 kg
Aceleração devido à gravidade (g) = 10 m/s²^-2
Altura A (h)_A) = 90 metros
Perguntado Altura B (h)_B)
Jawab :

Quando a bola chega ao ponto B, a energia cinética da bola no ponto B é igual a 2 vezes energia potencial gravitasi bola no ponto B.
EK = 2 EP
½ mv² = 2 mgh_B
½ v² = 2 gh_B
v² = 2(2)(10) h_B
v² = 40 h_B
Contar kecepatan (v) a bola quando chega ao ponto B após cair do ponto A.
v² = 2 gh = 2(10)(90–h_B) = 20(90–h_B)
Substitua v² na equação acima com v² nesta equação.
v² = 40 h_B
20(90–h_B) = 40 h_B
1800 – 20 h_B = 40 h_B
1800 = 40 h_B + 20h_B
1800 = 60 h_B
h_B = 1800 / 60
h_B = 30 metros
A resposta correta é E.

3. Um objeto com massa de 1 kg cai livremente do topo de um prédio de vários andares com 80 metros de altura. Desprezando o atrito com o ar e considerando que a aceleração da gravidade (g) é de 10 m/s², qual é a massa do objeto?² Portanto, a energia cinética do objeto ao atingir a superfície do solo é...
Discussão
Conhecido :
Massa (m) = 1 kg
Altura (h) = 80 metros
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado Energia cinética (EK) de um objeto quando ele atinge a superfície do solo.
Jawab :
Os objetos caem livremente, portanto não possuem velocidade inicial. Assim, quando estão a uma altura de 80 metros, possuem energia potencial gravitacional, mas não possuem energia cinética (v = 0, logo EK = ½ mv²).² = 0). Portanto, a energia mecânica inicial (EM)_o) = energia potencial gravitacional (EP).

EM _o = EP = mgh = (1)(10)(80) = 800 Joules

Durante a queda livre, a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética. Quando um objeto atinge o solo, toda a sua energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética. Portanto, ao atingir o solo, o objeto possui energia cinética, mas nenhuma energia potencial gravitacional (h = 0, logo EP = mgh = 0). Portanto, a energia mecânica final (EM _t ) = energia cinética (EK).

A lei da conservação da energia mecânica afirma que a energia mecânica inicial é igual à energia cinética final.
EM_o = EM_t
EP = EK
800 = EK
A energia cinética (EK) do objeto ao atingir o solo é de 800 Joules.

4. Um objeto cai livremente de uma altura de 10 metros acima do solo. Se a massa do objeto é de 4 kg e a aceleração da gravidade (g) é de 10 m/ ^s² , então a energia cinética e a velocidade do objeto a uma altura de 5 metros acima do solo são…

Discussão
Conhecido :
Variação de altura (h) = 10 – 5 = 5 metros
Massa (m) = 4 kg
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado : energia cinética de um objeto a uma altura de 5 metros
Jawab :
(a) Energia cinética de um objeto a uma altura de 5 metros
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia potencial gravitacional (EP)
EM_o = EP = mgh = (4)(10)(5) = 200 Joules
Energia mecânica final (EM)_t) = energia cinética (EK)
EM_t = EK
A lei da conservação da energia mecânica afirma que a energia mecânica inicial é igual à energia mecânica final.
EM_o = EM_t
200 = EK
A energia cinética de um objeto a uma altura de 5 metros acima do solo é de 200 Joules.

(b) A velocidade do objeto a uma altura de 5 metros
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia mecânica final (EM)_t)
EP = EK
200 = ½ mv²
2(200) / 4 = v²
100 = v²
v = √100
v = 10 metros/segundo
A velocidade do objeto é de 10 metros por segundo.

5. Uma manga cai livremente de uma altura de 2 metros. Se g = 10 m/s²^-2Calcule a velocidade da manga imediatamente antes de atingir o solo, utilizando a lei da energia mecânica.
Discussão
Conhecido :
Altura (h) = 2 metros
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado : a velocidade da manga imediatamente antes de atingir o solo (v)
Jawab :
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia potencial gravitacional (EP)
EM_o = EP = mgh = m (10)(2) = 20 m
Energia mecânica final (EM)_t) = energia cinética (EK)
EM_t = EK = ½ mv²
A lei da conservação da energia mecânica afirma que a energia mecânica inicial é igual à energia mecânica final.
EM_o = EM_t
20 m = ½ mv²
20 = ½ v²
2(20) = v²
40 = v²
v = √40 = √(4)(10) = 2√10 metros/segundo
A velocidade da manga imediatamente antes de atingir o solo é de 2√10 metros/segundo.
É importante notar que, em nossos cálculos, ignoramos o atrito com o ar. Na realidade, se um objeto cai livremente na superfície da Terra, o atrito com o ar também influencia seu movimento, resultando em uma velocidade menor do que a calculada acima.

A lei da conservação da energia mecânica no movimento vertical para cima e para baixo.

6. Um objeto com massa de 1 kg é lançado verticalmente para baixo com uma velocidade inicial de 2 m/s da borda de um prédio de 40 metros de altura. A energia cinética do objeto quando ele está a uma altura de 10 metros acima do solo é… g = 10 m/ ^s²

Discussão
Conhecido :
Massa do objeto (m) = 1 kg
Velocidade inicial (v)_o) = 2m/s
Variação de altitude = 40 – 10 = 30 metros
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado Energia cinética de um objeto a uma altura de 10 metros acima do nível do solo.
Jawab :

Energia mecânica inicial
Inicialmente, o objeto possui energia potencial gravitacional e energia cinética.
Energia potencial gravitacional inicial (EP) = mgh = (1)(10)(30) = 300 Joules
Energia cinética inicial (EK) = ½ mv_o² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2 Joule
Assim, a energia mecânica inicial = energia potencial gravitacional inicial + energia cinética inicial = 300 + 2 = 302 Joules.

Energia mecânica final
À medida que um objeto se move para baixo, sua altura diminui, reduzindo assim sua energia potencial gravitacional. Essa energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética. Após percorrer 30 metros, ou quando o objeto está a 10 metros do solo, toda a sua energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética.
Portanto, a energia mecânica final = energia cinética final = energia potencial gravitacional inicial + energia cinética inicial = 300 + 2 = 302 Joules.

7. Um objeto com massa de 1 kg é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 10 m/s. Determine (a) a energia potencial gravitacional no ponto mais alto (b) a altura máxima atingida pelo objeto… g = 10 m/s²
Discussão
Conhecido :
Massa do objeto (m) = 1 kg
Velocidade inicial (v)_o) = 10m/s
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado energia potencial gravitacional no ponto mais alto e no ponto mais baixo
Jawab :
(a) Energia potencial gravitacional no ponto mais alto
Energia mecânica inicial
Inicialmente, o objeto possui energia cinética, mas não possui energia potencial gravitacional. Energia mecânica inicial = energia cinética inicial (EK) = ½ mv²_o² = ½ (1)(10)² = ½ (100) = 50 Joules.
 
Energia mecânica final
Após se mover verticalmente para cima, a altura do objeto aumenta, elevando assim sua energia potencial gravitacional. Essa energia potencial gravitacional não surge espontaneamente, mas é derivada da energia cinética. Em sua altura máxima, ou ponto mais alto, o objeto permanece em repouso por um instante antes de inverter sua direção. Como está em repouso por um instante, sua velocidade é zero, e sua energia cinética também é zero. Toda a energia cinética é convertida em energia potencial gravitacional.
Energia mecânica final = energia potencial gravitacional (EP)

Lei da conservação da energia mecânica:
Energia mecânica inicial = energia mecânica final
EK = EP
50 = EP
A energia potencial gravitacional é de 50 Joules.

(b) Ponto mais alto ou altura máxima
EP = mgh
50 = (1)(10) h
50 = 10 h
h = 50 / 10 = 5 metros
O ponto mais alto ou a altura máxima atingida por um objeto é de 5 metros a partir da superfície do solo.

 

A lei da conservação da energia mecânica no movimento sobre um plano inclinado.

8. Partindo do repouso, um bloco desliza sem atrito ao longo de um plano inclinado. A velocidade do bloco ao atingir a base do plano inclinado é… g = 10 m/s²
Discussão
Conhecido :
Altura (h) = 8 metros
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado : a velocidade (v) do bloco quando ele atinge a base do plano inclinado
Jawab :
Quando está a uma altura de 8 metros, o bloco possui energia potencial gravitacional, mas nenhuma energia cinética, pois ainda não se moveu. Portanto, a energia mecânica inicial do bloco é energia potencial gravitacional.
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia potencial gravitacional (EP)
EM_o = EP = mgh = m (10)(8) = 80 m
À medida que o bloco começa a se mover para baixo, sua energia potencial gravitacional começa a se converter em energia cinética. Quando atinge a base da rampa, toda a sua energia potencial gravitacional se converte em energia cinética. Portanto, a energia mecânica final do bloco é energia cinética.
Energia mecânica final (EM)_t) = energia cinética (EK)
EM_t = EK = ½ mv²
A lei da conservação da energia mecânica afirma que a energia mecânica inicial é igual à energia mecânica final.
EM_o = EM_t
80 m = ½ mv²
80 = ½ v²
160 = v²
v = √160 = √(16)(10) = 4√10 m/s
A velocidade do bloco na parte inferior do plano inclinado é de 4√10 metros/segundo.

9. Um objeto com massa de 1 kg, inicialmente em repouso, é solto do topo de um plano inclinado liso de 8 metros de comprimento. Determine a energia cinética após o objeto deslizar 5 metros sobre o plano inclinado. (g = 10 m/s²)²)
Discussão
Conhecido :
Massa do objeto (m) = 0,2 kg
O comprimento da hipotenusa pela qual o objeto passa é de 5 metros.
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado Energia cinética (EK) de um objeto após deslizar 5 metros
Jawab :
O primeiro passo para resolver este problema é calcular a variação na altura do objeto após ele deslizar por 5 metros em um plano inclinado.
pecado 30^o = comprimento do cateto vertical / comprimento da hipotenusa
0,5 = comprimento do lado vertical / 5
Comprimento do lado vertical = (0,5)(5) = 2,5 metros
A variação na altura do objeto é de 2,5 metros.

Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia potencial gravitacional (EP)
EM_o = EP = mgh = (1)(10)(2,5) = 25 Joules
Energia mecânica final (EM)_t) = energia cinética (EK)
EM_t = EK
A lei da conservação da energia mecânica afirma que a energia mecânica inicial é igual à energia mecânica final.
EM_o = EM_t
25 = EK
A energia cinética do objeto após ele deslizar 5 metros é de 25 Joules.

 

A lei da conservação da energia mecânica no movimento em um plano curvo.

10. Um objeto com massa de 1 kg desliza sem atrito de uma altura de 5 metros, sem velocidade inicial. A energia cinética e a velocidade do objeto no ponto mais baixo são… g = 10 m/s²
Discussão
Conhecido :
Massa do objeto (m) = 1 kg
Variação de altura (h) = 5 metros
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado : energia cinética (EK) e velocidade (v) do objeto no ponto mais baixo
Jawab :

(a) Energia cinética do objeto no ponto mais baixo
Quando a uma altura de 5 metros e ainda sem se mover, o objeto possui energia potencial gravitacional, mas não energia cinética, pois está em repouso. Portanto, a energia mecânica inicial, antes de o objeto começar a se mover, é a energia potencial gravitacional. Assim que o objeto começa a se mover para baixo, a energia potencial gravitacional começa a se converter em energia cinética. Ao atingir o ponto mais baixo, toda a energia potencial gravitacional se converte em energia cinética. Assim, a energia mecânica final é a energia cinética.
Energia mecânica inicial = energia potencial gravitacional
EM_o = EP = mgh = (1)(10)(5) = 50 Joules
Energia mecânica final = energia cinética
EM_t = EK = ½ mv_t²
A lei da conservação da energia mecânica afirma que a energia mecânica inicial é igual à energia mecânica final..
EM_o = EM_t
EP = EK
50 = EK
A energia cinética (EK) no ponto mais baixo é de 50 Joules.

(b) A velocidade do objeto no ponto mais baixo
Primeira maneira:
Lei da conservação da energia mecânica:
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia mecânica final (EM)_t)
Energia potencial gravitacional (EP) = energia cinética (EK)
50 = ½ mv²
2(50) / m = v²
100 / 1 = v²
100 = v²
v = √100
v = 10 metros/segundo
 
Segunda maneira:
Lei da conservação da energia mecânica :
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia mecânica final (EM)_t)
Energia potencial gravitacional (EP) = energia cinética (EK)
mgh = ½ mv²
gh = ½ v²
2 gh = v²
2(10)(5) = v²
100 = v²
v = √100
v = 10 metros/segundo
A velocidade do objeto no ponto mais baixo é de 10 m/s.

11. Um objeto com massa de 2 kg, inicialmente em repouso, desliza sem atrito de uma altura de 10 metros acima do solo. A energia cinética e a velocidade do objeto a uma altura de 2 metros acima do solo são… g = 10 m/s²
Discussão
Conhecido :
Massa do objeto (m) = 2 kg
Variação de altura (h) = 10 – 2 = 8 metros
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado Energia cinética (EK) e velocidade (v) do objeto a uma altura de 2 metros acima da superfície do solo.
Jawab :
A solução para este problema é semelhante à solução para o problema anterior.

(a) Energia cinética de um objeto a uma altura de 2 metros
Energia mecânica inicial = energia potencial gravitacional
EM_o = EP = mgh = (2)(10)(8) = 160 Joules
Energia mecânica final = energia cinética
EM_t = EK = ½ mv_t²
A lei da conservação da energia mecânica afirma que a energia mecânica inicial é igual à energia mecânica final..
EM_o = EM_t
EP = EK
160 = EK
A energia cinética (EK) a uma altura de 2 metros é de 160 Joules.

(b) A velocidade do objeto no ponto mais baixo
Primeira maneira:
Lei da conservação da energia mecânica:
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia mecânica final (EM)_t)
Energia potencial gravitacional (EP) = energia cinética (EK)
160 = ½ mv²
160 = ½ (2) v²
160 = v²
v = √160 = √(16)(10) = 4√10 metros/segundo

Segunda maneira:
Lei da conservação da energia mecânica :
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia mecânica final (EM)_t)
Energia potencial gravitacional (EP) = energia cinética (EK)
mgh = ½ mv²
gh = ½ v²
2 gh = v²
2(10)(8) = v²
160 = v²
v = √160 = √(16)(10) = 4√10 metros/segundo
A velocidade de um objeto a uma altura de 2 metros é de 4√10 metros/segundo.

12. No inverno, na Suécia, são realizadas competições de patinação no gelo nas montanhas. Os patinadores deslizam da altura A, como mostrado na figura 2.

Se a velocidade inicial do esquiador for igual a zero e a aceleração da gravidade for igual a 10 m/ ^s² , então a velocidade do esquiador na altura B é…

A. √2 ms ^-1

B. 5 √2 ms ^-1

C. 10 √2 ms ^-1

D. 20 √2 ms ^-1

E. 25 √2 ms ^-1

Discussão

Sabe-se que:

Velocidade inicial (v _o ) = 0

Altura inicial (h _o ) = 50 m – 10 m = 40 m

Altura final (h _t ) = 0

A aceleração da gravidade (g) = 10 m/ ^s²

Pergunta: Velocidade final (v _t )

Resposta:

Variação da energia cinética:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 1/2 m (v_t² - 0) = 1/2 mv_t²

Variação da energia potencial:

Δ EP = mg (h _t – h _o ) = m (10)(0-40) = m (10)(-40) = – 400 m

Calcule a velocidade final (v _t ) usando a fórmula da lei da conservação da energia mecânica:

0 = Δ EK + Δ EP

0 = 1/2 mv _t ² – 400 m

1/2 mv _t ² = 400 m

1/2 v _t ² = 400

v _t ² = 2(400)

v _t = √(400)(2)

v _t = 20√2 m/s

A resposta correta é D.

13. Uma bola com massa de 1 kg é solta e desliza da posição A para a posição C ao longo de uma trajetória curva suave, como mostrado na figura abaixo. Se aceleração devido à gravidade = 10 m/s^-2Então, a energia cinética (Ek) da bola quando ela está no ponto C é...

A. 25,0 joules
B. 22,5 joules
C. 20,0 joules
D. 12,5 joules
E. 7,5 joules

Discussão
Sabe-se que:
Massa da bola (m) = 1 kg
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Variação de altura (h) = 0,75 m

Energia potencial gravitacional inicial (EP)_o) = mgh = (1)(10)(0,75) = 7,5 Joules
Energia cinética inicial (EK)_o) = ½ mv_o² = ½ m (0²) = 0
Energia potencial gravitacional final (EP)_t) = mgh = mg (0) = 0
Pergunta: Qual é a energia cinética (EK) da bola quando ela está no ponto C?
Resposta:

A lei da conservação da energia mecânica afirma que a energia mecânica da bola em sua posição inicial é igual à sua energia mecânica final em sua posição final. Neste problema, a posição inicial é a posição da bola antes de ser solta, e a posição final é o ponto C.

Energia mecânica inicial (EM)_o) = Energia mecânica final (EM)_t)
Energia potencial gravitacional inicial (EP)_o) + Energia cinética inicial (EK)_o) = Energia potencial gravitacional final (EP)_t) + Energia cinética final (EK)_t)
7,5 Joules + 0 = 0 + EK_t
7,5 Joules = EK_t
A energia cinética (EK) da bola no ponto C é de 7,5 Joules.
A resposta correta é E.

14. Uma bola A com massa de 2 kg é solta e percorre uma trajetória suave, como mostrado na figura. Se a aceleração da gravidade for de 10 m/s², qual será a sua velocidade?^-2, a energia cinética da bola quando Em B está…

A. 4 joules
B. 8 joules
C. 10 joules
D. 12 joules
E. 24 joules

Discussão
Sabe-se que:
Massa da bola (m) = 2 kg
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Variação de altura (h) = 120 cm = 1,2 metros

Energia potencial gravitacional inicial (EP)_o) = mgh = (2)(10)(1,2) = 24 Joules
Energia cinética inicial (EK)_o) = ½ mv_o² = ½ m (0²) = 0
Energia potencial gravitacional final (EP)_t) = mgh = mg (0) = 0
Pergunta: Qual é a energia cinética da bola no ponto B?
Resposta:
A energia mecânica da bola no ponto A (energia mecânica inicial) é a mesma que a energia mecânica da bola no ponto B (energia mecânica final).

Energia mecânica inicial (EM)_o) = Energia mecânica final (EM)_t)
Energia potencial gravitacional inicial (EP)_o) + Energia cinética inicial (EK)_o) = Energia potencial gravitacional final (EP)_t) + Energia cinética final (EK)_t)
24 Joules + 0 = 0 + EK_t
EK_t = 24 Joule
A energia cinética (EK) da bola no ponto C é de 24 Joules.
A resposta correta é E.

 

A lei da conservação da energia mecânica no movimento parabólico

15. Uma bola com massa de 0,1 kg é chutada a uma velocidade de 10 m/s. Se o ângulo de elevação for de 30°^o e a aceleração da gravidade é de 10 m/s².² , determine (a) a energia potencial gravitacional da bola no ponto mais alto (b) o ponto mais alto ou altura máxima.
Discussão
Conhecido :
Massa da bola (m) = 0,1 kg
Velocidade inicial (v)_o) = 10m/s
Ângulo de elevação = 30^o
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Perguntado : energia cinética (EK) da bola no ponto mais alto
Jawab :

(a) Energia potencial gravitacional da bola no ponto mais alto
A trajetória da bola é uma parábola, como mostrado na imagem abaixo.
Primeiro, calcule a componente da velocidade inicial na direção horizontal (v)._ox) e vertical (v_oy).
Se a trajetória do movimento parabólico for como a da imagem acima, então o movimento na direção horizontal ou vertical é analisado da seguinte forma. movimento linear uniforme e o movimento na direção vertical é analisado como movimento vertical ascendenteEm movimento linear uniforme, a velocidade permanece constante durante todo o movimento. Por outro lado, em movimento vertical ascendente, quando o objeto atinge sua altura máxima ou ponto mais alto, ele para por um instante antes de inverter a direção. Assim, no ponto mais alto, a velocidade vertical do objeto é zero, mas, mesmo nesse ponto, o objeto ainda possui uma velocidade inicial v._ox.

Energia mecânica inicial
Quando a bola começa a se mover, sua altura é a mesma que a do chão ou da superfície do solo (h = 0), portanto sua energia potencial gravitacional é zero (h = 0, logo EP = mgh = 0). Por outro lado, quando começa a se mover, a bola tem uma velocidade inicial máxima, logo sua energia cinética é máxima. Portanto, a energia mecânica inicial da bola é energia cinética.
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia cinética (EK)
EM_o = EK = ½ mv_o² = ½ (0,1)(10)² = ½ (0,1)(100) = ½ (10) = 5 Joules

Energia mecânica final
Após começar a se mover, a altura da bola aumenta, consequentemente sua energia potencial gravitacional também aumenta. Quando atinge sua altura máxima, sua energia potencial gravitacional atinge seu valor máximo. E quanto à energia cinética da bola? No ponto mais alto, a velocidade vertical da bola (voy) é zero, mas ela ainda possui velocidade horizontal (vox).
Energia cinética na altura máxima :
EK = ½ mv_ox² = ½ (0,1)(5√3)² = ½ (0,1)((25)(3)) = ½ (0,1)(75) = 3,75 Joules

Lei da conservação da energia mecânica:
Energia mecânica inicial (EM)_o) = energia mecânica final (EM)_t)
EK = EP + EK
5 = EP + 3,75
EP = 5 – 3,75 = 1,25 Joules
A energia potencial gravitacional na altura máxima é de 1,25 Joules.
 
(b) Ponto mais alto ou altura máxima
EP = mgh
1,25 = (0,1)(10) h
1,25 = h
A altura máxima é de 1,25 metros.

16. Uma bola com massa de 0,1 kg é lançada horizontalmente a uma velocidade de 10 m/s da borda de um prédio de 10 metros de altura. Se a aceleração da gravidade nesse local é de 10 m/s², qual é a velocidade com que a bola é lançada horizontalmente a uma velocidade de 10 m/s²?²Então, a energia cinética da bola ao atingir o solo é...
Discussão
Conhecido :
Massa da bola (m) = 0,1 kg
Velocidade inicial (v)_o) = 10m/s
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Variação de altura (h) = 10 – 2 = 8 metros
Perguntado energia cinética da bola a uma altura de 2 metros
Jawab :
Quando a bola está a 10 metros de altura, ela possui energia potencial gravitacional. A bola começa a se mover após ser lançada com uma velocidade inicial de 10 m/s, portanto, ela também possui energia cinética. Assim, a energia mecânica inicial da bola é a soma da energia potencial gravitacional e da energia cinética.
Energia potencial gravitacional inicial (EP) = mgh = (0,1)(10)(10) = 10 Joules
Energia cinética inicial (EK) = ½ mv_o² = ½ (0,1)(10)² = ½ (0,1)(100) = ½ (10) = 5 Joules

À medida que a bola se move para baixo, sua altura diminui, reduzindo assim sua energia potencial gravitacional. Quando atinge o solo, sua altura é a mesma que a altura do solo (h = 0), portanto sua energia potencial gravitacional é zero (h = 0, logo EP = mgh = 0). Toda a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética.
Energia cinética final = energia potencial gravitacional inicial + energia cinética inicial = 10 + 5 = 15 Joules