Ed
há 7 dias
Para resolver essa questão, precisamos calcular a energia potencial inicial da pedra e considerar a dissipação de energia devido à resistência do ar. 1. Energia Potencial Inicial (EPI): A energia potencial inicial é dada pela fórmula: \[ EPI = m \cdot g \cdot h \] onde: - \( m = 0,5 \, \text{kg} \) - \( g = 1,2 \, \text{m/s}^2 \) - \( h = 70 \, \text{m} \) Substituindo os valores: \[ EPI = 0,5 \cdot 1,2 \cdot 70 = 42 \, \text{J} \] 2. Energia Dissipada: A resistência do ar dissipa 30% da energia mecânica inicial: \[ \text{Energia Dissipada} = 0,3 \cdot EPI = 0,3 \cdot 42 = 12,6 \, \text{J} \] 3. Energia Mecânica Final (EMF): A energia mecânica final é a energia potencial inicial menos a energia dissipada: \[ EMF = EPI - \text{Energia Dissipada} = 42 - 12,6 = 29,4 \, \text{J} \] 4. Cálculo da Velocidade: A energia cinética (EC) ao atingir o solo é igual à energia mecânica final: \[ EC = \frac{1}{2} m v^2 \] Igualando a energia cinética à energia mecânica final: \[ 29,4 = \frac{1}{2} \cdot 0,5 \cdot v^2 \] Resolvendo para \( v \): \[ 29,4 = 0,25 v^2 \implies v^2 = \frac{29,4}{0,25} = 117,6 \implies v = \sqrt{117,6} \approx 10,84 \, \text{m/s} \] Portanto, a velocidade com que a pedra atinge o solo é aproximadamente 10,84 m/s. Se houver opções, escolha a que mais se aproxima desse valor.