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Questão 3614

FUVEST 2011
Física

(FUVEST - 2011) Um esqueitista treina em uma pista cujo perfil está representado na figura abaixo. O trecho horizontal AB está a uma altura h = 2,4 m em relação ao trecho, também horizontal, CD. O esqueitista percorre a pista no sentido de A para D. No trecho AB, ele está com velocidade constante, de módulo v = 4 m/s; em seguida, desce a rampa BC, percorre o trecho CD, o mais baixo da pista, e sobe a outra rampa até atingir uma altura máxima H, em relação a CD. A velocidade do esqueitista no trecho CD e a altura máxima H são, respectivamente, iguais a:

NOTE E ADOTE
g = 10 m/s2
Desconsiderar:
- Efeitos dissipativos.
- Movimentos do esqueitista em relação ao esqueite

A
5 m/s e 2,4 m
B
7 m/s e 2,4 m
C
7 m/s e 3,2 m
D
8 m/s e 2,4 m
E
8 m/s e 3,2 m

Gabarito: 8 m/s e 3,2 m

Resolução:

Como não há dissipação de energia, ela se conserva durante todo o percurso. Analisando trecho a trecho:

AB:

E_M = E_{PG}+E_C = mgh + frac{mv^2}{2} = mcdot 10 cdot 2,4 + frac{mcdot 4^2}{2} = 24m+8m = 32m

CD:

E_M = E_C = frac{mv^2}{2} = 32m\v^2 = 64 	herefore v = 8 m/s

A altura máxima corresponde ao ponto em que a velocidade é zero, portanto, somente há energia potencial gravitacional. Assim:

E_M = 32 m = mgh = 10mh 	herefore h = 3,2  m

Alternativa E.

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