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Questão sobre Trabalho: Energia Mecânica

Fonte: PUC-Campinas


Física

'EM13CNT101'

Trabalho: Energia Mecânica

Médio

(PUC-Campinas 2017) - Questão Médio de Física

a.
b.
c.
d.
e.

Gabarito

Para resolver essa questão, vamos seguir os seguintes passos: Passo 1: Calcular a energia cinética inicial do objeto. A energia cinética (Ec) é dada pela fórmula: \[ Ec = \frac{1}{2}mv^2 \] onde \( m \) é a massa do objeto e \( v \) é a velocidade inicial. A massa do objeto não é fornecida, mas como vamos trabalhar com proporções, ela não será necessária para o cálculo final. Passo 2: Calcular a perda de energia devido à resistência do ar. A perda de energia é de 15%, então a energia que resta é 85% da energia cinética inicial. Se chamarmos a energia cinética inicial de \( Ec_0 \), a energia após a perda será: \[ Ec_{final} = 0.85 \times Ec_0 \] Passo 3: Relacionar a energia final com a energia potencial no ponto mais alto. No ponto mais alto, toda a energia cinética terá sido convertida em energia potencial (Ep), desconsiderando a energia perdida. A energia potencial é dada por: \[ Ep = mgh \] onde \( h \) é a altura máxima. Passo 4: Igualar a energia potencial com a energia cinética final. \[ Ep = Ec_{final} \] \[ mgh = 0.85 \times \frac{1}{2}mv^2 \] A massa \( m \) cancela dos dois lados da equação, e podemos resolver para \( h \): \[ gh = 0.85 \times \frac{1}{2}v^2 \] \[ h = \frac{0.85 \times \frac{1}{2}v^2}{g} \] Passo 5: Substituir os valores conhecidos na equação. \[ h = \frac{0.85 \times \frac{1}{2} \times (20)^2}{10} \] \[ h = \frac{0.85 \times 200}{10} \] \[ h = \frac{170}{10} \] \[ h = 17 \] Portanto, a altura máxima que será atingida pelo objeto em relação ao solo é de 17 metros. A resposta correta é a alternativa (d) 17.

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