Question

05) Uma pedra de massa igual a 0,20 kg é libertada a partir do repouso no ponto A situado no topo de um recipiente hemisférico grande com raio R = 0,50 m. Suponha que o tamanho da pedra seja pequeno em comparação com R, de modo que a pedra possa ser tratada como uma partícula, e suponha que a pedra deslize sem rolar. O trabalho realizado pela força de atrito quando ela se move de A ao ponto B, situado na base do recipiente, é igual a -0,10 J.

(Admita g = 10 m/s2)



A alternativa que representa CORRETAMENTE a velocidade da pedra quando ela atinge o ponto B é:



A( ) 4,5 m/s

B( ) 3,0 m/s

C( ) 2,4 m/s

D( ) 1,2 m/s

E( ) 3,6 m/s

Answer 1

Olá! Espero ajudar!

Considerando que a pedra seja tratada como uma partícula, podemos afirmar, com base no Princípio da Conservação da Energia Mecânica, que tota a energia mecânica em A, subtraindo o trabalho da força de atrito,  será igual a energia mecânica em B.

Como a pedra parte do repouso, a energia cinética em A é igual a zero, então podemos afirmar que -

Epg(A) - TFat = Ec(B)

Epg = mgh

A altura será igual ao raio do recipiente hemisférico.

Epg(A) = 0,2·10·0,5

Epg(A) = 1 Joule

Ec = mV²/2

TFat = - 0,1 Joule

Assim,

1 - 0,1 = mV²/2

0,9 = 0,2V²/2

0,2V² = 1,8

V² = 9

V = 3 m/s

Letra B