Para sua prova, considere:
Um carrinho de massa
, inicialmente em repouso a 20 m de altura (ponto A), desliza pela rampa e por um piano no chão (ponto B), ambos sem atrito, e atinge um anteparo com
Um carrinho de massa
Passo 1
Vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos um carrinho com massa
kg, que está inicialmente parado a 20 metros de altura no ponto A. Ele desliza por uma rampa e por um plano horizontal (ponto B), ambos sem atrito, e atinge um anteparo. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de energia potencial e energia cinética, que fazem parte da matéria de física.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia potencial gravitacional que o carrinho tem no ponto A. A fórmula para energia potencial (
) é:
Onde:
-
é a massa do carrinho ( kg), -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ), -
é a altura (20 m).
Passo 3
Como não há atrito no caminho, essa energia potencial será toda convertida em energia cinética no ponto B. A fórmula para energia cinética (
) é:
Onde:
-
é a velocidade do carrinho no ponto B.
Passo 4
Segundo o Princípio da Conservação da Energia, a energia potencial no ponto A se transforma em energia cinética no ponto B:
Substituindo as fórmulas:
Podemos simplificar dividindo ambos os lados por
:
Passo 5
Agora, vamos resolver para
:
Substituindo os valores:
Resposta
A velocidade do carrinho no ponto B é aproximadamente
.