Uma bola de beisebol é atingida direto a uma velocidade inicial de 150 ms. Qual será a velocidade quando atingir o solo?
Veja como resolver esse problema usando os princípios da física:
Entendendo o problema *
negligenciando a resistência ao ar: Assumiremos que não há resistência ao ar, o que simplifica o problema.
*
Conservação de energia: A energia mecânica total (energia potencial + energia cinética) do beisebol permanece constante ao longo de seu vôo.
Solução 1.
energia cinética inicial: O beisebol começa apenas com energia cinética:
* Ke₁ =(1/2) * m * v₁²
* onde:
* Ke₁ é a energia cinética inicial
* M é a massa do beisebol
* V₁ é a velocidade inicial (150 m/s)
2.
Energia cinética final: Quando a bola atinge o solo, toda a sua energia potencial foi convertida de volta em energia cinética. Como a energia é conservada, a energia cinética final (KE₂) é igual à energia cinética inicial (ke₁).
3.
Velocidade final: * Ke₂ =(1/2) * m * v₂²
* Como ke₁ =ke₂, temos:(1/2) * m * v₁² =(1/2) * m * v₂²
* Observe que a massa (M) cancela.
* Resolvendo para v₂ (a velocidade final):v₂ =√ (v₁²) =v₁
Resposta A velocidade do beisebol quando atingir o solo será
150 m/s .
Nota importante: Isso não assume resistência ao ar. Na realidade, a resistência do ar diminuiria a bola, resultando em uma velocidade final ligeiramente menor.