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

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.<br /><br />Inicialmente, a criança está em repouso, então sua energia cinética inicial é zero. A energia potencial gravitacional inicial é dada por:<br /><br />E_p = m * g * h<br /><br />Onde:<br />m = massa da criança = 20 kg<br />g = aceleração da gravidade = 10 m/s²<br />h = altura do toboágua = 3,20 m<br /><br />E_p = 20 kg * 10 m/s² * 3,20 m = 640 J<br /><br />Quando 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:<br /><br />E_c = 1/2 * m * v²<br /><br />Onde:<br />E_c = energia cinética final<br />m = massa da criança = 20 kg<br />v = velocidade da criança quando atinge a piscina<br /><br />640 J = 1/2 * 20 kg * v²<br /><br />Simplificando a equação:<br /><br />320 J = 20 kg * v²<br /><br />v² = 320 J / 20 kg<br /><br />v² = 16 m²/s²<br /><br />v = √(16 m²/s²)<br /><br />v = 4 m/s<br /><br />Portanto, a velocidade com que a criança atinge a piscina é de 4 m/s. A resposta correta é a opção E.