PUC-RS 2015 (inverno) — questão 3 de Física
Enunciado em texto
INSTRUÇÃO: Responder à questão 3 com base na figura abaixo, que representa o trecho de uma montanha-russa pelo qual se movimenta um carrinho com massa de 400 kg. A aceleração gravitacional local é de 10 m/s.
[Figura: o carrinho parte do ponto A, no alto, à altura do chão; a pista desce até um vale, abaixo do nível de B, e sobe de novo até o ponto B, a 2 m do chão.]
Partindo do repouso (ponto A), para que o carrinho passe pelo ponto B com velocidade de 10 m/s, desprezados todos os efeitos dissipativos durante o movimento, a altura , em metros, deve ser igual a
(A) 5
(B) 7
(C) 9
(D) 11
(E) 13
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2015 (Inverno) — PUCRS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
Resolução comentada
O que a questão pede: de que altura o carrinho tem de partir, do repouso, para chegar a B (a 2 m do chão) com 10 m/s.
Passo 1 — sem dissipação, a energia mecânica se conserva:
Passo 2 — a massa se cancela:
Conferindo: a massa de 400 kg não entra na conta; o vale no meio do caminho também não importa, porque a energia se conserva ponto a ponto.
⚠️ A armadilha: esquecer que B está a 2 m do chão e igualar só : dá 5 m, a alternativa A.
A ideia em uma frase: sem atrito, energia potencial no alto vira energia potencial em B mais energia cinética: gh_A = gh_B + v²/2.
Resposta: alternativa B (7 m).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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