Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 10.Exercícios e Problemas - Ex. 10
10. Qual é a velocidade mínima que um disco de hóquei no gelo deve ter para atingir o topo de uma rampa de gelo sem atrito, com de inclinação e de comprimento?
Passo 1
Então galera, mais uma vez estamos aqui com o nosso jeito ninja de ser e resolver mais uma questão.
Esse problema vamos resolver muito tranquilamente se usarmos a conservação de energia mecânica. Pois conseguimos envolver as informações que o enunciado nos dá com o a velocidade inicial que ele quer saber.
Essa velocidade inicial vai estar embutida na energia cinética inicial, com isso poremos isolar essa velocidade e calcular seu valor.
Para a conservação de energia vamos considerar a energia inicial referente ao disco no começo da rampa, onde teremos a velocidade (que estamos a procura) em uma altura .
A energia final vai ser quando o disco atinge o topo e para, logo teremos uma velocidade em uma altura , esse seno vem do fato da rampa está inclinada, a rampa tem de comprimento, então na vertical ela tem esse valor vezes o seno d ângulo da inclinação.
Agora é só partir para as contas!
Passo 2
Então vamos fazer aquela conservação de energia deliciosa e resolver esse problema, temos:
Abrindo essa expressão, temos:
Como vimos no passo temos que e que , assim ficamos com:
Agora vamos simplificar um pouco e depois isolar .
Agora vamos usar os valores que conhecemos, temos:
Prontinho, é essa a velocidade eu o enunciado queria saber.