Santa Marcelina 2016 — questão 55 de Física

Gabarito DEnergia — energia dissipada por atrito numa descida (energia mecânica)Processo Seletivo Medicina · 1º semestre · Conhecimentos Gerais

Enunciado da questão 55 de Física do Santa Marcelina 2016 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Observe a tirinha.

[Tirinha em quatro quadros. 1º: Calvin, sentado num carrinho de rolimã com Haroldo atrás dele, no alto de uma ladeira arborizada, diz: “GOSTO DE BRINQUEDOS BEM ESCANDALOSOS.” 2º: o carrinho começa a descer a ladeira e Calvin diz: “ESSE É O PROBLEMA DESTE CARRINHO. ELE NÃO FAZ MUITO BARULHO.” 3º: os dois descem em alta velocidade, gritando: “AAAAH!! ARGH! UOOU!” 4º: o carrinho bate no fim da ladeira e os dois são arremessados, gritando “UGH! AAH!”; Calvin comenta: “AINDA BEM QUE A GENTE FAZ BASTANTE.”]

(Bill Watterson, Calvin e Haroldo.)

Calvin e Haroldo montados sobre um carrinho partem do repouso do alto de uma ladeira. Durante a descida os atritos envolvidos dissipam 40% da energia inicial, fazendo com que o carrinho atinja o fim da ladeira com a velocidade de 6 m/s. Considerando que a aceleração da gravidade vale 10 m/s², a altura inicial do ponto de partida, relativamente ao ponto de chegada, é

(A) 4 m.

(B) 1 m.

(D) 3 m.

(E) 6 m.

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2016 (1º semestre) — FASM/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a altura da ladeira, sabendo que só 60% da energia inicial vira energia cinética no fim.

Passo 1 — a energia inicial. Partindo do repouso, toda a energia mecânica inicial é potencial: $m\,g\,h$ (com o fim da ladeira como referência).

Passo 2 — o que chega ao fim. Os atritos dissipam 40%; sobram 60%, que viram energia cinética:

$0{,}60 \cdot m\,g\,h = \frac{m\,v^2}{2}$

A massa se cancela:

$0{,}60 \times 10 \times h = \frac{6^2}{2} = 18$

$h = \frac{18}{6} = 3\ \text{m}$

⚠️ A armadilha: usar 40% (a parte dissipada) como se fosse a parte que vira energia cinética: $4h = 18$ dá h = 4,5 m, que não aparece. Ou ignorar o atrito: $10h = 18$ dá 1,8 m, perto de 2 m (alternativa C). Com perdas, a ladeira tem de ser mais alta do que sem perdas para dar a mesma velocidade.

A ideia em uma frase: energia potencial inicial menos a parte dissipada é igual à energia cinética final.

Resposta: alternativa D (3 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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