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Um esquiador de massa m=70kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito são desprezíveis e considere g=10m/s2. Determine a energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está 5,0m abaixo do ponto P.
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Testando o Conhecimento

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para resolver essa questão, podemos usar o princípio da conservação de energia. Como as perdas de energia por atrito são desprezíveis, a energia potencial no ponto P se transforma em energia cinética no ponto Q. 1. Energia Potencial no ponto P (Ep): \[ Ep = m \cdot g \cdot h \] Onde: - \( m = 70 \, \text{kg} \) - \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) - \( h = 5 \, \text{m} \) Substituindo os valores: \[ Ep = 70 \cdot 10 \cdot 5 = 3500 \, \text{J} \] 2. Energia Cinética no ponto Q (Ec): No ponto Q, toda a energia potencial se transforma em energia cinética, então: \[ Ec = Ep = 3500 \, \text{J} \] 3. Cálculo da velocidade (v): A energia cinética é dada por: \[ Ec = \frac{1}{2} m v^2 \] Substituindo \( Ec \) e \( m \): \[ 3500 = \frac{1}{2} \cdot 70 \cdot v^2 \] Resolvendo para \( v^2 \): \[ 3500 = 35 v^2 \implies v^2 = \frac{3500}{35} = 100 \implies v = \sqrt{100} = 10 \, \text{m/s} \] Resposta Final: - A energia cinética do esquiador no ponto Q é \( 3500 \, \text{J} \). - A velocidade do esquiador ao passar pelo ponto Q é \( 10 \, \text{m/s} \).

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