)Numa montanha russa, um carrinho de 300kg de massa é abandonado do repouso de um ponto A que está a 5m de altura. Supondo que o atrito seja despresivel, pergunta-se. a) O valor da velocidade do carrinho no ponto B ( ele passa pelo chão logo após passar por A). b) A energia cinética do carrinho no ponto C que está a 4m de altura c) Mostre que a energia cinetica se conserva nos três pontos.
Soluções para a tarefa
Explicação:
Vamos lá!
Nessa questão, vamos precisar saber as fórmulas de energia cinética e energia potencial.
a. Nesse caso, toda a energia potencial do carrinho se transformou em cinética ao final da descida, já que o atrito, força discipativa, foi ignorado. Então, Ep = Ec
m . g . h = m . v² / 2
300 . 10 . 5 = 300 . v² / 2
Corte as massas, pois são iguais, e multiplique cruzado:
v² = 10 . 5 . 2
v² = 100
v = 10 m/s
b. Se o carrinho está a 4 metros, uma larte de sua energia potencial já se transformou em cinética. Como é um movimento conservativo, sem atrito, não houve perda de energia. Então, a anergia inicial - a energia no ponto C = cinética
Ep inicial = m . g . h = 300 . 10 . 5 = 15.000J
Ep no ponto C = m . g . h = 300 . 10 . 4 = 12.000J
Inicial - ponto C = cinética = 15.000 - 12.000 = 3.000 Joules
c. Nos três pontos, A, B e C, a energia será a mesma, pois não há forças dissipativas para haver perda de energia. A energia mecânica é constante, logo a soma Potencial + Cinética dá sempre o mesmo tanto, 15 mil Joules.
Espero ter ajudado!