Um bloco desliza de A para C ao longo de uma pista sem atrito e depois passa para um trecho horizontal CD com atrito. Qual das seguintes afirmações é verdadeira?
(A) No trecho AB a energia mecânica do bloco aumenta.
(B) Quanto maior a massa do bloco maior a distância que ele percorre no trecho CD até parar.
(C) No trecho CD a energia mecânica do bloco diminui.
(D) Nos trechos AB e BC a energia cinética do bloco aumenta.
(E) Nos trechos AB e BC a energia potencial gravitacional do bloco diminui.
Passo 1
Temos uma questão que trata de energia. Antes de assumir a conservação de energia no sistema, é sempre bom dar uma olhadinha nas forças atuando no bloquinho para garantir que não há nenhuma força não conservativa:
Trechos AB e BC:
-Força peso:
É uma força conservativa. (OK)
-Força Normal:
Não é uma força conservativa, porém em todo o trajeto ela está perpendicular ao deslocamento e por isso seu trabalho é zero. Então, o sistema não perde nem ganha energia por meio dela. (OK)
Então, nos trechos AB e CD, não temos nenhuma força não conservativa, logo, temos a conservação da energia mecânica.
Trecho CD:
-Força peso:
É uma força conservativa. (OK)
-Força Normal:
(Mesma justificativa) Não é uma força conservativa, porém em todo o trajeto ela está perpendicular ao deslocamento e por isso seu trabalho é zero. Então, o sistema não perde nem ganha energia por meio dela. (OK)
-Força de atrito:
É uma força não-conservativa. (Não OK)
Como o trecho CD tem atrito, o sistema perde energia e por isso não podemos usar a conservação da energia mecância.
Agora que já fizemos descobrimos quando há conservação e quando não há, vamos olhar cada uma.
Passo 2
(A) No trecho AB a energia mecânica do bloco aumenta.
Vimos que a energia mecânica se conserva no trecho AB, por isso não pode aumentar.
O que acontece é que a energia potencial vai sendo transformada em energia cinética quando o bloco desce a rampa.
A alternativa (A) está errada.
Passo 3
(B) Quanto maior a massa do bloco maior a distância que ele percorre no trecho CD até parar.
Isso não está correto, pois se o coeficiente de atrito não mudar, as acelerações causadas pela força de atrito também não vão mudar independente da massa do corpo.
A alternativa (B) está errada.
Passo 4
(C) No trecho CD a energia mecânica do bloco diminui.
Já vimos que no trecho CD a energia mecânica não se conserva.
A força de atrito retira energia desse sistema ao longo do trajeto, então, a afirmação é verdadeira.
A alternativa (C) está correta.
Mas vamos terminar de analisar as outras.
Passo 5
(D) Nos trechos AB e BC a energia cinética do bloco aumenta.
Bom, essa afirmativa está parcialmente correta.
No trecho AB, realmente a energia cinética aumenta, porém, no trecho BC, a energia cinética diminui, pois está sendo transformada em energia potencial gravitacional quando o bloco sobe a rampa.
A alternativa (D) está errada.
Passo 6
(E) Nos trechos AB e BC a energia potencial gravitacional do bloco diminui.
Essa também está parcialmente correta.
No trecho AB a energia potencial gravitacional diminui, já que o bloquinho desce a rampa, enquanto no trecho BC, a energia potencial gravitacional aumenta quando o bloquinho sobe a rampa.
A alternativa (E) está errada.
Resposta
Letra (C)