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Um menino de 30 kg desce em um escorregador de altura 3 m, a partir do repouso, em um local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s2. Sabendo qu...

Um menino de 30 kg desce em um escorregador de altura 3 m, a partir do repouso, em um local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s2. Sabendo que 40% da sua energia mecânica inicial é dissipada durante a descida, pode-se afirmar que a velocidade do menino ao atingir o solo é de:


[A] 2 m/s
[B] 6 m/s
[C] 2 m/s
[D] 3 m/s
[E] 4 m/s

Essa pergunta também está no material:

Prova Fis Qui Idioma 2005
15 pág.

Provas USP - São PauloUSP - São Paulo

Respostas

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Podemos resolver esse problema usando a conservação da energia mecânica. A energia mecânica inicial do menino é igual à energia mecânica final, que é a soma da energia cinética e potencial gravitacional. A energia mecânica inicial é dada por: Ei = mgh Onde m é a massa do menino, g é a aceleração da gravidade e h é a altura do escorregador. Substituindo os valores, temos: Ei = 30 x 10 x 3 = 900 J A energia mecânica final é igual a 60% da energia mecânica inicial, já que 40% foi dissipada durante a descida. Portanto: Ef = 0,6 x Ei = 0,6 x 900 = 540 J A energia mecânica final é igual à energia cinética do menino ao atingir o solo, já que toda a energia potencial gravitacional foi convertida em energia cinética. A energia cinética é dada por: Ec = (1/2)mv² Onde v é a velocidade do menino ao atingir o solo. Substituindo os valores, temos: 540 = (1/2) x 30 x v² 540 = 15v² v² = 36 v = 6 m/s Portanto, a resposta correta é a letra B) 6 m/s.

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