(Fumarc 2021)
Em um parque de diversões, a montanha russa é um brinquedo que funciona baseado no princípio da conservação da energia mecânica. Nele, um motor é usado para puxar o carrinho até o ponto mais alto, de onde começa a descida, para, no final ser freado por um sistema de travas e uma mola que se deforma de uma distância X. Os tipos de energia e transformações de energia envolvidos no trajeto descrito, são:
I. O trabalho do motor sobre o carrinho, fazendo com que este acumule energia potencial gravitacional.
II. A energia potencial gravitacional transformada em energia cinética durante a descida.
III. A dissipação de toda a energia potencial, acumulada na subida, pelo sistema de travas no final do movimento.
Está CORRETO o que se afirma em:
Vamos analisar as alternativas.
I. O trabalho do motor sobre o carrinho, fazendo com que este acumule energia potencial gravitacional. ✔
O motor leva o carrinho até um ponto mais alto
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
II. A energia potencial gravitacional transformada em energia cinética durante a descida. ✔
Depois que ele chega lá em cima ele cai com velocidade máxima
Um corpo de massa m e velocidade v tem energia cinética \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ e_c = {\large{ {mv^2} \over {2} } } } \)
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
III. A dissipação de toda a energia potencial, acumulada na subida, pelo sistema de travas no final do movimento. ✘
Quando ele chega lá embaixo
um sistema de travas é responsável pela freagem e além das travas algumas molas também ajudam.
Uma mola quando comprimida acumula energia do tipo energia elástica dada por \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ E_{el} = {\large{ {kΔx^2} \over {2} } } } \)
Eel: energia elástica, unidade no SI J (Joule)
k: constante elástica
Δx: deformação da mola, o quanto ela foi comprimida ou esticada, unidade no SI metros
As travas dissipam parte da energia, a outra é dissipada pelas molas.
