[Enunciado comum às Questões 1 e 2]

Um bloco de massa m pode deslizar em uma trilha sem atrito que forma um laço circular de raio R . O bloco é liberado a partir do repouso do ponto P a uma altura h = 5 R acima do ponto mais baixo do laço. Sejam Q o ponto indicado na figura e S o ponto mais alto do laço. Defina W A B como o trabalho da força gravitacional para um deslocamento partindo do ponto A até o ponto B . Considere U A a energia potencial gravitacional do bloco em relação a Terra e admita que ela é zero no ponto mais baixo do laço.

[Questão 2]

Admita que em vez de ser simplesmente liberado, o bloco é lançado para baixo com uma certa velocidade. Considerando R = 1   m , m = 2   k g e a aceleração da gravidade dada por g = 10   m / s 2 , então a energia potencial no ponto S ́é:

(a) 20   J

(b) 25   J

(c) 30   J

(d) 35   J

(e) 40   J

(f) 45   J

(g) 50   J

(h) 55   J

(i) 60   J

Passo 1

Essa informação de que o bloco em vez de ser liberado foi lançado com uma velocidade é apenas uma pegadinha, pois isso não influencia na energia potencial gravitacional U g .

A energia potencial gravitacional U g é influenciada apenas pela altura h a partir de um referencial de energia potencial nula e pode ser calculada com:

U g = m g h

Passo 2

Então, é simples assim, vamos substituir os valores de massa m = 2   k g , g = 10   m / s 2 e a altura h S será:

U S = m g h s

U S = 2 × 10 × 2 R

U S = 40 R

Como R = 1   m , temos:

U S = 40   J

Ficamos com a alternativa (e).

Resposta

Letra (e)

Exercícios Resolvidos de Energia Potencial Gravitacional

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