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Física para Cientistas e Engenheiros - Volume 1

Exercícios resolvidos: Física para Cientistas e Engenheiros - Volume 1

Gene Mosca, Paul Allen Tipler IBSN: 9788521617105

Elaborado por professores e especialistas

Passo 1 de 8keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Neste capítulo aprendemos que a energia não pode ser criada, nem destruída, apenas transformada. Isso se chama lei da conservação da energia. E é exatamente disso que o problema trata: o sistema possui uma energia mecânica total, dividida em diferentes tipos, como cinética e potencial gravitacional. Em sistemas reais, parte da energia mecânica é dissipada em forma de calor através de atrito. Vamos ver o que o exercício pede.

Passo 2 de 8keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

(a)

A energia mecânica inicial é dada pela energia potencial da criança no topo do escorregador. Então:

Passo 3 de 8keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Portanto, a energia mecânica inicial é 1.569,60J.

Passo 4 de 8keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

(b)

A energia mecânica final é a inicial menos o que foi dissipado por atrito. Assim, teremos:

Passo 5 de 8keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Sabemos que a força normal é equivalente à força peso na mesma direção. Portanto, das relações trigonométricas, temos que:

Substituindo, então:

Rearranjando a equação e substituindo os valores, teremos:

Passo 6 de 8keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Portanto, a energia mecânica final é 618,08J.

Passo 7 de 8keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

(c)

A energia dissipada por atrito é a inicial menos a final. Dessa forma,

Passo 8 de 8keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Portanto, são dissipados por atrito 951,52J.

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