Question

2. (Ufjf-pism 1 2022) Um carro de massa total de 100 kg desliza sem atrito sobre os trilhos de uma montanh
russa. Ele parte do ponto mais alto dos trilhos, que fica a 15 m do nível do solo, com velocidade de 10 m/s e desce
os trilhos até o chão. Assinale a alternativa CORRETA:
a) a força normal que os trilhos fazem sobre o carro realiza um trabalho positivo de módulo igual a 15000 J sobre
ele ao longo do trajeto até o chão.
b) a força gravitacional realiza um trabalho total negativo sobre o carro, de módulo 15000 J, ao longo do
deslocamento.
c) a energia cinética do carro é de 15000 J quando este está no nível do solo, em relação aos trilhos.
d) o trabalho realizado pela força normal que os trilhos fazem sobre o carro possui o mesmo módulo do trabalho
realizado pela força gravitacional ao longo da trajetória.
e) a força gravitacional realiza um trabalho positivo de módulo 15000 J ao longo do deslocamento do carro.

Answer 1

Considerando as informações presentes no enunciado da questão e os conhecimentos referente a conservação de energia mecânica, é possível afirma que a alternativa correta é a letra E.

Sobre conservação de energia mecânica:

Para resolver a questão, precisamos saber que por definição a força gravitacional realiza um trabalho positivo, portanto a alternativa B já pode ser descartada. Além disso, a força normal e a gravitacional não podem fazer o carrinho realizar o mesmo trabalho, isso porque o carro está em um plano inclinado, dessa forma, podemos descartar as alternativas A e D.

Dessa forma, temos duas alternativas possíveis. Como ambas são sobre o movimento do carrinho, iremos calcular inicialmente o trabalho da força gravitacional:

$W_g = P.h\\\\W_g = m.g.h\\\\W_g = 100.10.15= > W_g = 15000J$

Dessa forma, já descobrimos que a alternativa correta é a letra E, no entanto, para explicar que a alternativa C está errada podemos usar o fato de que o carrinho sai do topo da montanha russa com uma velocidade inicial de 10 m/s. Como no topo temos energia cinética somada a energia potencial, no solo teremos apenas energia cinética. Assim, como somente a energia potencial já é de 15000J, a energia no solo deve ser maior para que haja conservação de energia.

Saiba mais sobre conservação da energia mecânica em https://brainly.com.br/tarefa/28584495

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