Um garoto em repouso no alto de um tobogã desliza por um desnível de 5 m. Desconsiderando qualquer tipo de atrito, possibilidade de rolamento e considerando g = 10 m/s², assinale a opção que apresenta a velocidade, em m/s, com que o garoto chegará ao final.
- 10
- 15
- 20
- 25
- 50
Resolução
Nesta situação, como não há atrito nem perdas de energia, ocorre a conservação da energia mecânica. A energia potencial gravitacional do garoto no topo do tobogã transforma-se integralmente em energia cinética ao final do movimento.
A energia potencial gravitacional é dada por \( E_p = mgh \) e a energia cinética por \( E_c = \frac{1}{2}mv^2 \).
Igualando as duas energias:
\( mgh = \frac{1}{2}mv^2 \)
Observa-se que a massa do garoto aparece em ambos os lados da equação e pode ser simplificada.
\( gh = \frac{1}{2}v^2 \)
Substituindo os valores fornecidos:
\( 10 \cdot 5 = \frac{1}{2}v^2 \)
\( v^2 = 100 \)
\( v = 10 \)
Portanto, a velocidade com que o garoto chega ao final do tobogã é \( 10\,\text{m/s} \).
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