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Física Ensino Médio Reforço escolar

Para subir uma rampa de 0,8 m, mostradas na figura, um skatista de 50 kg (de massa total), impulsiona-se até adquirir uma energia cinética de 500 J. Use g= 10 m/s                                                                                                                                     

a) O skatista consegue vencer o desnível?                                                                                                                                                                                                   

b) Se sim, quanto de energia vai sobrar para o skatista?

c) Se sim, qual a velocidade do skatista após subir o desnível?

d) Se a altura fosse aumentada para 1 metro, e ele conseguiria subir?

e) Se sim qual seria a velocidade.

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Ismael perguntou há 3 anos

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Professor Bruno O.
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Respondeu há 3 anos

Energia Cinética (Ec) = (m · v2)/2

Energia Potencial (Ep) = m · g · h

Energia Mecânica (Em) = Ec + Ep

 

Ao nível do solo (h = 0) o menino tem massa de 50 kg e energia cinética de 500 J. Como ele não tinha altura em relação ao solo, sua energia potencial é nula nesse ponto. Então sua energia mecânica também vale 500 J. O problema não menciona atrito, então devemos supor que o sistema é conservativo e sua energia mecânica não será alterada durante todo o experimento.

 

a)

Para vencer o desnível, sua energia mecãnica tem que ser maior que a energia potencial na altura desejada (h = 0,8 m). Sabendo que a gravidade é 10 m/s2:

Ep = m · g · h

Ep = 50 · 10 · 0,8

Ep = 400 J

 

Sim, ele vence o desnível.

 

b)

Em = Ec + Ep

500 = Ec + 400

Ec = 100 J (energia restante)

 

c)

Ec = (m · v2)/2

100 = (50 · v2)/2

v2 = 200/50

v2 = 4

v = 2 m/s

 

d)

Para vencer o novo desnível, sua energia mecãnica tem que ser maior que a energia potencial na nova altura desejada (h = 1 m). Sabendo que a gravidade é 10 m/s2:

Ep = m · g · h

Ep = 50 · 10 · 1

Ep = 500 J

 

Sim, venceria o novo desnível.

 

e)

Sua velocidade seria zero, pois toda a velocidade (e energia cinética) seria convertida em altura (energia potencial).

 

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