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Uma criança está em um balanço e repouso. Um adulto vai embalá-la, iniciando o movimento inclinando o balanço em um ângulo de 20° com a vertical, e...

Uma criança está em um balanço e repouso. Um adulto vai embalá-la, iniciando o movimento inclinando o balanço em um ângulo de 20° com a vertical, e então a solta. Considere que o conjunto criança – balanço pode ser considerado um pêndulo simples de 2,0 m de comprimento. Qual será a velocidade máxima da criança? Dado: g = 9,81 m/s²

a. 6,07 m/s
b. 6,26 m/s
c. 1,54 m/s
d. 2,20 m/s
e. 4,81 m/s

Essa pergunta também está no material:

Unidade 2 - Exercícios de fixação_ avaliação da tentativa FISICA ONDULATORIA E OPTICA
13 pág.

💡 1 Resposta

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Para encontrar a velocidade máxima da criança, podemos usar a conservação da energia mecânica. Inicialmente, a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética quando a criança é solta. A energia potencial gravitacional inicial é dada por: \[ E_p = m \cdot g \cdot h \] \[ E_p = m \cdot g \cdot (2,0 \cdot \sin(20°)) \] A energia cinética máxima é igual à energia potencial gravitacional inicial: \[ E_c = E_p \] \[ \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2 = m \cdot g \cdot (2,0 \cdot \sin(20°)) \] Cancelando a massa "m" de ambos os lados e resolvendo para a velocidade "v", temos: \[ v = \sqrt{2 \cdot g \cdot 2,0 \cdot \sin(20°)} \] Substituindo os valores e calculando, obtemos: \[ v \approx 6,26 \, m/s \] Portanto, a resposta correta é: b. 6,26 m/s

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