Um menino está inicialmente parado no alto de um escorregador, ele desce a rampa e atinge o ponto mais baixo de sua trajetória, a uma altura [tex]h = 5,0\ m[tex] em relação ao topo do escorregador, conforme indica a figura abaixo.
Desprezando o atrito entre o menino e a rampa, e considerando que a aceleração da gravidade local vale [tex]g =\ 10\ m/s^{2}[tex], deternine o módulo da velocidade do esquiador no ponto mais baixo da trajetória.
- A) 100 m/s
- B) 50 m/s
- C) 40 m/s
- D) 10 m/s
- E) 5 m/s
Resposta:
A resposta correta é a letra D)
De acordo com a conservação da energia mecânica, a soma da energia cinética com as energias potenciais deve ter módulo constante.
Dados:
[tex] V_{A} = 0 [tex]
[tex] h_{A} = 5\ m [tex]
[tex] V_{B} = ? [tex]
[tex] h_{B} = 0 [tex]
[tex] g = 10\ m/s^{2} [tex]
"De acordo com a lei da conservação da energia mecânica, em um sistema não dissipativo, podemos afirmar que as energias mecânicas em duas posições distintas são iguais." Logo:
[tex]Energia\ mecânica\ A = Energia\ mecânica\ B [tex]
[tex]E_{(potencial)}A + E_{(cinética)}A = E_{(potencial)}B + E_{(cinética)}B [tex]
[tex]mgh + \frac{mv^{2}}{2} = mgh + \frac{mv^{2}}{2} [tex]
[tex]m \cdot 10 \cdot 5 + \frac{m\ \cdot\ 0^{2}}{2} = m \cdot 10 \cdot 0 + \frac{m\ \cdot\ v^{2}}{2} [tex]
[tex]50\color{Red}{m} = \frac{\color{Red}{m}\ \cdot\ v^{2}}{2} [tex]
[tex]50 = \frac{v^{2}}{2} [tex]
[tex] v^{2} = 100 [tex]
[tex]v = \sqrt{100} [tex]
[tex]v = 10\ m/s [tex]
Portanto, alternativa "D".
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