Santa Casa 2026 (outros cursos) — questão 48 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto a energia cinética do carrinho muda entre A e B, pontos separados por um desnível de 30 m.

Passo 1 — a energia mecânica se conserva. Sem atrito e sem resistência do ar, as únicas forças são o peso (conservativo) e a normal dos trilhos, que é perpendicular ao movimento e não realiza trabalho. Então:

$$E_{cA} + E_{pA} = E_{cB} + E_{pB}$$

$$E_{cB} - E_{cA} = E_{pA} - E_{pB}$$

Passo 2 — o que o carrinho perde de energia potencial, ganha de cinética. A está 30 m acima de B:

$$|\Delta E_c| = m\,g\,h = 600 \cdot 10 \cdot 30$$

$$|\Delta E_c| = 180\,000\ \text{J}$$

Repare que não é preciso saber a velocidade em A nem em B: só a diferença de altura interessa. Em B, mais baixo, a energia cinética é 180 000 J maior que em A.

⚠️ A armadilha: tentar passar pelas velocidades, supondo o carrinho parado em A (o enunciado não diz isso), e ainda usar Torricelli sem o 2, $v^2 = g\,h$. Isso dá a metade da energia, 90 000 J, a alternativa D. A conta direta pela energia potencial, $m\,g\,h$, evita esse tropeço.

A ideia em uma frase: sem atrito, a variação da energia cinética é igual à energia potencial perdida na descida: m·g·h.

Resposta: alternativa E (180 000 J).