FC ConcursosFC Concursos

Questão FC714783

A figura ilustra o movimento de um carrinho de brinquedo por uma pista horizontal com um loop. O carrinho é empurrado a partir do repouso por uma mola que é distendida completament

Sem classificação

VUNESP · 2025

A figura ilustra o movimento de um carrinho de brinquedo por uma pista horizontal com um loop. O carrinho é empurrado a partir do repouso por uma mola que é distendida completamente quando ele está na posição I. Ele passa pela posição II com velocidade vII e inicia o loop de raio R. No ponto III, o carrinho tem velocidade vIII e no ponto IV, após sair do loop, sua velocidade é vIV.

 

 

Sobre os conceitos físicos envolvidos no experimento, desprezando qualquer forma de atrito, tem-se que

  1. a energia potencial elástica em I é totalmente convertida em energia potencial gravitacional no ponto II.
  2. a única força que atua, no ponto III, sobre o carrinho é a força peso.
  3. a energia potencial do carrinho diminui à medida que ele se desloca do ponto II para o III.
  4. a energia mecânica do carrinho, no ponto III, é a mesma que no ponto I.
  5. a energia cinética do carrinho diminui à medida que ele deixa o ponto III e se dirige ao ponto IV.
Mostrar resposta e comentário

Gabarito

D

Comentário do professor

Como o enunciado despreza atrito, vale a conservação da energia mecânica. Não há forças não conservativas realizando trabalho, portanto a soma das energias permanece constante.

Definimos a energia mecânica como a soma da energia cinética, da energia potencial gravitacional e da energia potencial elástica: \(E_{mec}=K+U_g+U_{el}\).

No ponto I o carrinho parte do repouso com a mola distendida, logo \(E_{mec,I}=\tfrac{1}{2}k x^2 + m g h_I\). No ponto III a mola já não está comprimida, então \(E_{mec,III}=\tfrac{1}{2}m v_{III}^2 + m g h_{III}\).

Pela conservação: \(\tfrac{1}{2}k x^2 + m g h_I=\tfrac{1}{2}m v_{III}^2 + m g h_{III}\). Assim, a energia mecânica em III é igual à de I, apenas redistribuída entre energia cinética e potencial.

Conteúdo do catálogo FC Concursos · Atualizado em

Continue aprendendo