Alguém pode explicar, de preferência usando e explicando como funciona a teoria da conservação das energias. Obrigado.
E se possível, mandar foto da resolução ou escrever aqui detalhadamente. 50 pontos para quem fizer isso!
Soluções para a tarefa
Resposta:
Letra C
Explicação passo-a-passo:
Cara a teoria que acredito que você tá falando, e que é abordada na questão é da conservação de energia mecânica. Que, basicamente, funciona assim:
A energia mecânica é a soma das energias potencial, cinética e elástica.
Dependendo do contexto a gente vai considerar essa energia mecânica como uma constante. Por exemplo: EM = 2 . Só que a cinética = 1 e a potencial vale 1 também. Somando temos a Mecânica fechando 2. Se a potencial diminui por algum motivo para 0.5 a cinética vai aumentar para 1.5 para manter aqueles 2. É isso que quer dizer quando se conserva.
Agora indo para a questão:
Usamos a fórmula da velocidade do MRUV que é V= Vo+a.t
primeiramente transformamos a velocidade de km/h para m/s, divindo por 3,6
assim 180km/h / 3,6 = 50 m/s
Agora substituímos na fórmula:
50 = 0+ a.2 -> 25 m/s^2
Vo = 0 por que parte do repouso
e t = 2 por que ele informa na questão.
Pronto achamos a aceleração. A partir daí usamos a fórmula mais clássica da física: F=m.a
substituindo F= 800.25 -> F = 20000
Então ficamos entre b) e c)
Agora se quiser saber a altura.
Vamos usar a fórmula da energia cinética que é EC= M.v^2/2
Substituindo para o momento que o trenó passa pelo ponto B:
EC = 800.50^2/2 -> 1000000
Agora o problema nos informou que 19.10^4 foi perdido com o atrito até o Ponto C então vamos subtrair do nosso 1000000 que fica 810000.
Agora vamos para a formula da Eergia Potencial agora que é EPG= m.g.h
Por quê usar ela? Por que agora temos uma altura e uma gravidade.
81000 = 800.10.h+800.5^2/2
h = 100
Espero que tenha ficado claro.Qualquer coisa eu tento resolver nos comentários :)
Resposta:
(C)
F= 20000N
h=100m
Explicação passo-a-passo:
- Conservação da energia mecânica (sistemas isolados).
Para compreender a conservação de energia é necessário ter em mente que não há como criar energia, nos processos que serão vistos a energia não é criada e sim transformada. por exemplo:
Um corpo qualquer que sobe uma rampa e chega no topo, precisa ter velocidade antes para subir a rampa. O corpo vai adquirir energia cinética de algo ou alguém, e quando ele chegar ao topo sua energia cinética ira se transformar em energia potencial gravitacional.
Daí vem a formula Emi = Emf, que dita "A energia mecânica inicial deve ser igual a final". Sendo que energia mecânica nada mais é do que a soma das energias do corpo.
- Trabalho de uma força.
O Trabalho é a troca de energia com outro corpo ou com o meio. Quando um corpo é empurrado, ele recebe energia e começa a se mover, com isso podemos dizer que o Trabalho = ΔEc do corpo que começa a se mover.
- Impulso.
O impulso é dado por I= F.t, no entanto ele também é igual a variação da quantidade de movimento que nada mais é do que Q= m.v
Agora indo para a resolução da questão. Primeiro iremos usar o impulso
I=ΔQ
F.t= m.vf - m.0
F.t= m.vf
-Passando 180km/h para 50m/s:
F.2= 800.50
F= 20000N
A partir daqui usaremos conservação de energia e trabalho.
Tfat = ΔEc + ΔEpg
Tfat = (m.vf/2 - m.vi/2) + (m.g.hf - m.g.hi)
A fat terá seu trabalho negativo, pois ela sempre é contrária ao movimento do corpo.
-19.10^4= 800.5²/2 - 800.50²/2 + 800.10.h -800.10.0
-19.10^4 = -99.10^4 + 8.10³.h
8.10³.h = 80.10^4
h=100m
Aconselho que você estude mais esses conceitos apresentados, pois simplifiquei um pouco para resposta ficar menor, além disso são bastante cobrados em vestibulares de alto nível.
Espero ter lhe ajudado.