UNICAMP – Física 1 – 2019.1 – Exame – M.Escolha
. Uma partícula se aproxima de uma rampa em forma de meio semicírculo, conforme figura,
com uma velocidade tal que a partícula atinge o topo da rampa, e retorna pelo mesmo trajeto.
Desconsiderando qualquer força de atrito, qual das afirmações abaixo é verdade sobre a
partícula no ponto P?
A sua energia cinética é zero.
A energia potencial gravitacional adquirida desde o início da rampa tem módulo igual ao
módulo da energia cinética.
A força peso não realiza torque em relação a um eixo que passa pelo ponto O.
A força normal é a única responsável pelo movimento circular, atuando como a força centrípeta no movimento de subida na rampa circular.
A energia cinética no ponto P e ponto Q são iguais porque não há atrito.
Passo 1
Fala aí! Vem comigo resolver essa questão.
Para descobrir qual é a alternativa correta, vamos ver o que podemos tirar dessa situação.
No ponto como o carrinho está em uma altura zero ele só tem energia cinética, quando ele atinge a altura máxima da rampa ele só terá energia potencial já que a velocidade será zero, logo pela conservação de energia temos:
Só com isso podemos descartar o item e o item .
Pelo desenho podemos ver que o final da rampa está a uma altura (raio da circunferência da rampa) do chão, logo sua energia potencial final é:
Passo 2
Vamos agora tentar achar a altura do ponto e ver sua energia potencial.
Se você reparar no desenho, se traçarmos uma linha do ponto até a linha que liga e teremos um triangulo retângulo.
Então como a distância é igual ao raio , temos que altura do ponto é dada por:
Então a energia potencial nesse ponto é:
Que é exatamente metade de , logo:
Se a energia potencial do carrinho no início da rampa é igual a energia total e no ponto metade dessa energia total virou energia potencial a outra metade só pode ser energia cinética.
Com isso temos que alternativa correta é a letra .
Resposta
b) A energia potencial gravitacional adquirida desde o início da rampa tem módulo igual ao
módulo da energia cinética.