Simulado FUVEST 2027 — questão 52 de Física

Enunciado em texto
Nos Jogos Olímpicos de Inverno de 2026, a alemã Julia Taubitz ganhou a medalha de ouro no esporte Luge individual feminino com a volta mais rápida de 52,55 s e estimativa de velocidade, na linha de chegada, de 119,4 km/h. A competição ocorreu na pista artificial Eugenio Monti, ilustrada a seguir, a qual tem extensão de 1200 m na prova feminina, altitude da largada de 1321 m e altitude de chegada de 1254 m. A atleta, que tem 65 kg, inicia a prova, partindo do repouso, sentada em um pequeno trenó de 23 kg. Inicialmente, ela usa a força do corpo para produzir impulso e ganhar velocidade, percorrendo a pista em declive até a linha de chegada.
Usando o movimento de queda livre como referência, qual o porcentual estimado de perda de energia cinética provocado pelas forças não conservativas que atuam no conjunto atleta e trenó entre a linha de largada e a de chegada?
(A) Inferior a 5%.
(B) Igual ou superior a 5%, mas inferior a 10%.
(C) Igual ou superior a 10%, mas inferior a 15%.
(D) Igual ou superior a 15%, mas inferior a 20%.
(E) Igual ou superior a 20%. Note e adote: Aceleração da gravidade: g = 10 m/s². A definição de energia cinética é a metade do produto da massa pela velocidade ao quadrado, E= mv , e da energia potencial gravitacional é o produto da massa, aceleração da gravidade e altura em relação ao nível de referência, E₁= mgℎ.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.
Resolução comentada
O que a questão pede: a fração de energia perdida pelo atrito na descida, comparada com uma descida ideal (sem perdas).
Desnível: . Massa total: .
Energia ideal (se não houvesse perda, toda a energia potencial viraria cinética): .
Energia cinética real na chegada: , então .
Fração perdida: — está entre 15% e 20%.
Resposta: alternativa D.
Resolução em vídeo
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