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3) (Problema 8) Na figura, um pequeno bloco de massa m = 0,032 kg pode deslizar em uma pista sem atrito que forma um loop de raio R = 12cm. O bloco...

3) (Problema 8) Na figura, um pequeno bloco de massa m = 0,032 kg pode deslizar em uma pista sem atrito que forma um loop de raio R = 12cm. O bloco é liberado a partir do repouso no ponto P, a uma altura h = 5,0R acima do ponto mais baixo do loop. Qual é o trabalho realizado sobre o bloco pela força gravitacional enquanto o bloco se desloca do ponto P para (a) o ponto Q e (b) o ponto mais alto do loop? Se a energia potencial gravitacional do sistema bloco-Terra for tomada como nula na base do loop, quanto valerá essa energia potencial quando o bloco estiver (c) no ponto P, (d) no ponto Q e (e) no topo do loop? (f) Se, em vez de ter simplesmente liberado, o bloco recebe uma velocidade inicial dirigida para baixo ao longo da pista, as respostas dos itens (a) até (c) aumentam, diminuem ou permanecem as mesmas?


Essa pergunta também está no material:

Lista de Exercícios 7 - Energia Potencial e Conservação da Energia
4 pág.

Física Geral I Universidade Federal de PernambucoUniversidade Federal de Pernambuco

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, vamos analisar cada parte separadamente: (a) Para determinar o trabalho realizado pela força gravitacional do ponto P até o ponto Q, podemos usar a conservação da energia mecânica. Inicialmente, o bloco possui energia potencial gravitacional no ponto P e nenhuma energia cinética. No ponto Q, a energia potencial gravitacional é zero e toda a energia é cinética. Portanto, o trabalho realizado pela força gravitacional é igual à variação da energia cinética. Podemos usar a equação: Trabalho = ΔEnergia Cinética (b) Para determinar o trabalho realizado pela força gravitacional do ponto P até o ponto mais alto do loop, podemos usar o mesmo raciocínio do item anterior. No ponto mais alto do loop, a energia potencial gravitacional é máxima e a energia cinética é zero. Portanto, o trabalho realizado pela força gravitacional é igual à variação da energia potencial gravitacional. (c) A energia potencial gravitacional no ponto P é dada pela fórmula: Energia Potencial Gravitacional = m * g * h Onde m é a massa do bloco, g é a aceleração da gravidade e h é a altura em relação à base do loop. (d) A energia potencial gravitacional no ponto Q é zero, pois a altura em relação à base do loop é zero. (e) A energia potencial gravitacional no topo do loop é a mesma do ponto P, pois a altura em relação à base do loop é a mesma. (f) Se o bloco recebe uma velocidade inicial dirigida para baixo ao longo da pista, a energia cinética inicial será diferente de zero. Portanto, as respostas dos itens (a) até (c) serão diferentes, pois a energia cinética inicial contribuirá para o trabalho realizado pela força gravitacional. Espero ter ajudado! Se tiver mais dúvidas, é só perguntar.

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