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Enunciado

Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 40

Uma criança de 400   N está em um balanço preso a um par de cordas de 2,00   m de comprimento. Encontre a energia potencial gravitacional do sistema criança-Terra relativa à posição mais baixa da criança quando

  1. as cordas estão horizontais,
  2. as cordas formam um ângulo de 30,0 ° com a vertical e
  3. a criança está na parte inferior do arco circular.

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Letra a:

Tomamos a configuração zero da energia potencial do sistema com a criança no ponto mais baixo do balanço. Quando o balanço é mantido horizontal inicialmente, a posição inicial é 2.00m acima do nível zero. Portanto,

U g = m g y = 400 N 2.00 m = 800 J

Passo 2

Letra b:

Abaixo temos um esquema para facilitar o entendimento:

A partir do esboço, vemos que em um ângulo de 30.0 ∘ a criança está a uma altura vertical de ( 2.00 m ) 1 - c o s ⁡ 30.0 ∘ acima do ponto mais baixo do balanço. Portanto,

U g = m g y = ( 400 N ) ( 2.00 m ) × 1 - cos ⁡ 30.0 ∘ = 107 J

Passo 3

Letra c:

O nível zero foi selecionado no ponto mais baixo do balanço. Portanto, U g = 0 nesse ponto.

Resposta

  1. 800 J
  2. 107 J
  3. O nível zero foi selecionado no ponto mais baixo do balanço. Portanto, U g = 0 nesse ponto.
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