O brinquedo pula-pula (cama elástica) é composto por uma lona circular flexível horizontal presa por molas à sua borda. As crianças brincam pulando sobre ela, alterando e alternando suas formas de energia. Ao pular verticalmente, desprezando o atrito com o ar e os movi – mentos de rotação do corpo enquanto salta, uma criança realiza um movimento periódico vertical em torno da posição de equilíbrio da lona (h = 0), passando pelos pontos de máxima e de mínima altura, hmáx e hmín, respectivamente. Esquematicamente, o esboço do gráfico da energia cinética da criança em função de sua posição vertical na situação descrita é:
Gabarito: C
Comentário do item
Para resolver esse item podemos usar a conservação da energia mecânica, perceba, então vamos começar pelo lado direito do gráfico depois de h=0, temos:
\( E_{mec} = E_{cin} + E_{pot. grav.} \)
\( E_{cin} = E_{mec} – E_{pot. grav.} \)
\( E_{cin} = E_{mec} – m \times g \times h \)
Perceba então pela expressão que a energia cinética decresce com o aumento da altura de maneira linear, por tanto, as únicas alternativas que nos restas são as letras (c) e (d).
Agora vamos observar o lado esquerdo de (antes de h=0), temos:
\( E_{mec} = E_{cin} + E_{pot. grav.} + E_{pot. elást.} \)
\( E_{cin} = E_{mec} – E_{pot. grav.} – E_{pot. elást.} \)
\( E_{cin} = E_{mec} – m \times g \times h – \frac{k \times h^2}{2} \)
Nesse caso a deformação (x = h)
Observando a equação podemos perceber que estamos diante de uma equação do 2° grau com o gráfico sendo representado com concavidade para baixo pois o coeficiente (a) é negativo. Com isso podemos concluir que o melhor gráfico é o da alternativa (c).
Gabarito: letra C.
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