Questão 53 - Prova V2 - Fuvest 2025

Gabarito

Questão 53

Objetiva
53

Um brinquedo bastante comum em parques de diversões, a montanha-russa, utiliza-se da transformação parcial de energia potencial em energia cinética (e vice-versa) como princípio de funcionamento. Uma das montanhas-russas mais famosas do mundo, a Takabisha, cuja pista possui mais de 1 km de extensão, localiza-se no Japão e tem vista para o Monte Fuji. Nela, a subida inicial até o ponto mais alto, situado a uma altura aproximada de 50 m do solo, é feita sob ângulo de aproximadamente 90 graus, seguida de uma descida vertiginosa, cuja velocidade, no ponto mais baixo desse trecho, atinge cerca de 30 m/s em poucos segundos.

Montanha-russa Takabisha.

Note e adote:Aceleração da gravidade: g=10 m/s2.

 

 

Considerando um carrinho ocupado com massa total de 300 kg em repouso na posição de altura máxima, a energia mecânica perdida durante a descida inicial é, aproximadamente,

Alternativas

  1. A

    1200 J.

  2. B

    2500 J.

  3. C

    5000 J.

  4. D

    15000 J.

  5. E

    20000 J.

Gabarito:
    D

O trabalho das forças não conservativas é dado pela variação da energia mecânica. Assim: 

τFNC=EmecτFNC=Emecf-EmeciτFNC=Ecinf-EpotiτFNC=m·v22-m·g·hτFNC=300·3022-300·10·50τFNC=-15 000 J

Destaca-se que o sinal negativo se dá pelo fato de se tratar de energia perdida.

53

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