Referente ao par de trilhos acima: (a) Para qual deles a rapidez média é maior? (b) Por que os valores de rapidez das bolas no final dos trilhos são iguais?

Para a letra (a) vamos determinar para qual das situações a rapidez média é maior.

Na pista A, a bola atinge uma profundidade fixa a partir da altura inicial e continua a se mover com a mesma rapidez. De acordo com a equação do movimento, temos que:

Onde é a rapidez final e é a altura de caída.

Na pista B, a bola atinge uma profundidade maior do que na pista A, mas deve se mover até uma certa altura em direção ao final da pista. Nesse processo, sua rapidez diminui e ela chega à profundidade inicial da pista.

Então, a velocidade média na pista A é maior do que na pista B.

Para a letra (b) vamos determinar por que os valores de rapidez das bolas no final dos trilhos são iguais.

Na pista A, a bola cai a uma profundidade fixa e adquire uma rapidez fixa. Na pista B, a bola cai a uma profundidade maior do que na pista A e então sobre até uma altura, o que finalmente torna a profundidade das duas pistas, A e B, iguais.

Esta altura final igual de ambas as pistas faz com que a velocidade das bolas seja igual nas extremidades das pistas. Este fenômeno depende da equação do movimento, e é explicada na questão anterior.