Question
Em sua primeira experiência nesse brinquedo, uma criança de massa 20 kg desliza em um toboágua de 3,20 m de altura a partir do repouso. Considerando a aceleração da gravidade como sendo 10m/s^2 e desprezando o atrito entre a criança e o brinquedo, o valor da velocidade com que a criança atinge a piscina é: A 2m/s 1m/s 18m/s 8m/s 4 m/s
Solution
4.2
(168 Votos)
Yara Maria
Profissional · Tutor por 6 anos
Resposta
Para resolver esse problema, podemos usar a fórmula da conservação de energia mecânica. A energia mecânica total do sistema é a soma da energia potencial gravitacional e da energia cinética.Inicialmente, a criança está em repouso, então sua energia cinética inicial é zero. A energia potencial gravitacional inicial é dada por:E_p = m * g * hOnde:m = massa da criança = 20 kgg = aceleração da gravidade = 10 m/s²h = altura do toboágua = 3,20 mE_p = 20 kg * 10 m/s² * 3,20 m = 640 JQuando a criança atinge a piscina, toda a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética. Portanto, a energia cinética final é igual à energia potencial inicial:E_c = 1/2 * m * v²Onde:E_c = energia cinética finalm = massa da criança = 20 kgv = velocidade da criança quando atinge a piscina640 J = 1/2 * 20 kg * v²Simplificando a equação:320 J = 20 kg * v²v² = 320 J / 20 kgv² = 16 m²/s²v = √(16 m²/s²)v = 4 m/sPortanto, a velocidade com que a criança atinge a piscina é de 4 m/s. A resposta correta é a opção E.