4ạ QUESTÃO
A energia é um conceito ubíquo em nosso cotidiano, frequentemente abordado em notícias que vinculam o consumo de gás e petróleo à produção de energia, destacando a necessidade de desenvolver novas fontes energéticas e veículos mais eficientes. Além de sua aplicação prática, a energia também desempenha um papel fundamental na resolução de problemas de mecânica, evidenciado pelo teorema da energia mecânica, que se propõe a solucionar questões específicas nesse domínio.
Fonte: ANDRADE, L. R. A. Física geral e experimental I. Maringá: UniCesumar, 2019.
Considere um carrinho de montanha-russa inicialmente localizado em uma plataforma elevada, a uma altura
acima do solo. A montanha-russa tem um formato de trilho que permite que o carrinho se mova de maneira suave, livre de atrito. O carrinho é liberado a partir do repouso da plataforma superior e desce pela trilha até atingir uma segunda altura h2
acima do solo. Considere a aceleração devido à gravidade como
. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade do carrinho ao atingir a altura h2:
Lembrando que:
ALTERNATIVAS
V = 14 m/s.
V = 29 m/s.
V = 35 m/s.
V = 46 m/s.
V = 51 m/s.
V = 14 m/s.
V = 29 m/s.
V = 35 m/s.
V = 46 m/s.
V = 51 m/s.Passo 1
O enunciado descreve um carrinho de montanha-russa que parte do repouso na altura
e, sem atrito, desce até a altura
. Vamos usar o conteúdo de conservação de energia mecânica, ou seja, energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética.
Passo 2
Em um sistema sem atrito, a energia mecânica total se conserva:
Passo 3
Dividindo tudo por
e isolando o termo cinético:
Passo 4
Reorganizando para obter
:
Passo 5
Substituindo
,
e
: