Na Fig. 7-19, um porco ensebado pode escolher entre três escorregas para descer. Ordene os escorregas de acordo com o trabalho que a força gravitacional realiza sobre o porco durante cada descida, do maior para o menor.
Passo 1
Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. A questão fala sobre um porco ensebado que pode escolher entre três escorregas para descer. Precisamos ordenar essas escorregas de acordo com o trabalho que a força gravitacional realiza sobre o porco durante cada descida, do maior para o menor. Para isso, vamos usar os conceitos de trabalho da força gravitacional e energia potencial gravitacional.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o trabalho (W) realizado pela força gravitacional quando um objeto desce é dado pela fórmula:
Onde:
-
é a massa do objeto (no caso, o porco), -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ), -
é a altura da descida.
Entender essa fórmula é importante porque ela nos mostra que o trabalho feito pela gravidade depende diretamente da altura que o porco desce em cada escorrega.
Passo 3
Agora, vamos analisar cada uma das três escorregas. Supondo que as escorregas tenham alturas diferentes, vamos chamar as alturas de
,
e
. O trabalho realizado pela gravidade em cada escorregra será:
Passo 4
Para ordenar as escorregas do maior para o menor trabalho realizado pela força gravitacional, precisamos comparar as alturas
,
e
. Quanto maior a altura da escorregada, maior será o trabalho realizado pela gravidade.
Então, se por exemplo:
- Escorregada A tem altura
, - Escorregada B tem altura
, - Escorregada C tem altura
,
A ordem do trabalho será baseada nas alturas: A (5 m) > C (4 m) > B (3 m).
Passo 5
Portanto, identificando as alturas de cada escorregada na figura (mesmo que não possamos ver agora), você ordena as escorregas de acordo com as alturas, do maior para o menor. Assim, a escorregada com a maior altura terá o maior trabalho realizado pela força gravitacional, e assim por diante.
Resposta
As escorregas devem ser ordenadas do maior para o menor trabalho realizado pela força gravitacional com base nas alturas das descidas. Ou seja:
Escorregada com maior altura > Escorregada com altura intermediária > Escorregada com menor altura.
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(a)
(b)
©
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(a)
(b)
©
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, (b)
, ©
?
(a)
(b)
FIG. 7-18 Pergunta 4 .
(a)
(b)
FIG. 7-18 Pergunta 4 .