Enunciado

Duas crianças estão em uma plataforma no topo de um escorregador curvo próximo à piscina em um quintal. No mesmo momento em que a criança menor pula diretamente para dentro da piscina, a maior se lança do topo do escorregador sem atrito. 

(i) Ao chegar à água, a energia cinética da criança menor comparada à da maior é 

a. Maior

b. Menor

c. Igual

(ii) Ao chegar à água, a velocidade da criança menor comparada à da maior é 

a. Maior

b. Menor

c. Igual

(iii) Durante seus movimentos da plataforma para a água, a aceleração média da criança menor comparada à da maior é 

a. Maior

b. Menor

c. igual.

Passo 1

(i)Amores, como a gente já discutiu em exercícios anteriores, o tempo de queda de diferentes corpos, de diferentes massas, de uma mesma altura é sempre o mesmo! Por consequência direta disso, a velocidade de queda é também a mesma!

No entanto, pensa comigo, cada corpo vai ter uma energia potencial dada pela expressão U = m ∙ g ∙ h , que depende da massa de cada um.

Ao cair na piscina, a energia potencial U de cada criança vai se transformar totalmente em energia cinética, dada por K = m ∙ v 2 2 , que também depende da massa de cada criança, certo?

Por esse motivo, a criança menor, com menos massa, vai ter uma energia potencial menor e, consequentemente, uma energia cinética menor!

Alternativa b)

Passo 2

(ii)Como já discutido no Passo 1, sabemos que as velocidades de ambas as crianças vai ser a mesma!

Logo, alternativa c)

Passo 3

(iii)Bom, a criança maior, por descer pelo escorregador, vai ter uma aceleração um pouco diferente que a da gravidade, g .

Olha esse esqueminha:

Quando um corpo cai de modo inclinado, como é o caso da criança pelo escorregador, dependendo do ângulo dessa inclinação, a aceleração a de queda vai valer:

a = g ∙ sen ⁡ θ

Beleza? Vale a pena guardar essa relação, muito útil sempre!

E, bom, como θ vai ser menor que 90 ° , que seria o ângulo de inclinação com a horizontal da queda da criança menor (que se joga direto da plataforma), logo, sen ⁡ θ < 1 .

Assim, o valor de a , aceleração da criança maior que desce pelo escorregador, vai ser menor que o de g , aceleração da criança que se joga da plataforma!

Alternativa a)

Resposta

(i) b(ii) c(iii) a

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