(Caern 2024)
Uma bolinha é abandonada na posição inicial seguindo a trajetória descrita, conforme apresentado na figura. A partir da figura apresentada, assinale a alternativa correta.
Vamos analisar as alternativas.
a) A bolinha no ponto A possui energia cinética e energia potencial gravitacional, sendo que sua aceleração da gravidade possui metade do valor em relação à posição inicial e sua velocidade aumentará no sentido do movimento ✘
Um corpo a uma altura h tem um tipo de energia chamada potencial gravitacional dada por ep = mgh
ep: energia potencial, unidade no SI J (Joule)
m: massa do corpo, unidade no SI kg
g: aceleração gravitacional, em m/s2
h: altura, unidade no SI metros
Então ela tem energia potencial gravitacional, porém ...
Um corpo em movimento tem outra energia chamada energia cinética dada por \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ e_c = {\large{ {mv^2} \over {2} } } } \)
ec: energia cinética, unidade no SI J (Joule)
m: massa do corpo, unidade no SI kg
v: velocidade do corpo, unidade no SI m/s
Segundo a própria questão a bola é abandonada, sendo assim sua velocidade inicial é nula (v = 0), portanto ela não tem energia cinética.
b) A bolinha no ponto B possui apenas energia cinética e sua energia potencial foi toda dissipada durante a queda, além disso, a bolinha sofre efeitos da força centrípeta ✘
Em B ela não atingiu a altura mínima, que ocorre em C, o ponto mais baixo da trajetória
portanto ela ainda tem um pouco de energia gravitacional.
Além do mais um corpo em movimento circular ou que esteja fazendo uma curva está sujeito a uma força que aponta para o centro da trajetória, chamada de força centrípeta
então sim, ela sofre efeitos da força centrípeta.
c) A bolinha no ponto C poderá possuir energia cinética máxima a qual toda a energia potencial gravitacional se converteu em cinética iniciando a partir deste ponto a dissipação da energia cinética com aceleração nula ✘
De fato a bolinha tem energia cinética máxima em C, porque houve a conversão da energia potencial gravitacional em cinética, porém a sua aceleração não é nula, um corpo em em movimento circular ou em uma curva, além da força centrípeta tem uma aceleração centrípeta, que aponta no mesmo sentido da força
d) A bolinha no ponto D possui energia potencial gravitacional, podendo ainda não ser a máxima e sua energia cinética estará em processo de dissipação ✔
