• Matéria: Física
  • Autor: guib41
  • Perguntado 7 anos atrás

ME AJUDEM!!!!!
Considere duas bolas idênticas, soltas nas pistas A e B a partir do repouso, como
mostrado. Quando elas alcançarem as extremidades finais das pistas, qual será mais
veloz?

Anexos:

Respostas

respondido por: garciarodrigo2001
2

Resposta:

Exercício 1)

  • Dados:

Bola(A)=v_0=om/s

Bola(B)=v_0=0m/s

v_0=velocidade-inicial

m_A=m_B

  • Sabemos que:

Posicao(A)  e  Posicao(B) tem energia mecânica igual a zero(E_M=0)

ΔE_M=E_c+E_p

E_c=\frac{1}{2}mv^2

E_p=mgh

  • Com isto, temos que:

Como ΔE_M=0  então  ΔE_c+ΔE_p=0

No ponto A:

(\frac{1}{2}mv^2-\frac{1}{2}m(v_0)^2)+(mgh_f-mgh_i)=0

Como v_0=0 e h_f=0

\frac{1}{2}mv^2-mgh=0

m(\frac{1}{2}v^2-gh)=0

m=0  v  \frac{1}{2}v^2=gh

v=±\sqrt{2gh}

v=+\sqrt{20h}

No ponto B:

(\frac{1}{2}mv^2-\frac{1}{2}m(v_0)^2)+(mgh_f-mgh_i)=0

Como v_0=0 e h_f\neq 0

\frac{1}{2}mv^2+(mgh_f-mgh_i)=0

m[\frac{1}{2}v^2+gh_f-gh_i]=0

m=0  v  \frac{1}{2}v^2+gh_f-gh_i=0

\frac{1}{2}v^2+gh_f-gh_i=0

v^2=2*[-gh_f+gh_i]

v=±\sqrt{20(h_f+h_i)}

v=\sqrt{20(h_f+h_i)}

Comparamos um ponto com o outro:

\frac{v_A}{v_B}

\frac{\sqrt{20h}}{\sqrt{20(h_f+h_i)}}

\frac{20h_i}{20(h_f+h_i)} =\frac{h_i}{h_f+h_i}

Como <=>h_i>h_f

Como<=>\frac{v_A}{v_B}=\frac{h_i}{h_f+h_i}

Assim, temos que a velocidade de B(v_B) será maior que a velocidade de A(v_A).

Exercicio 2)

Como a energia conservação, logo a energia mecânica é igual a zero(E_M=0).

ΔE_M=0

ΔE_c+ΔE_p=0

(\frac{1}{2}m(v_f)^2-\frac{1}{2}m(v_i)^2)+(mgh_f-mgh_i)=0

Como parte do repouso v_i=0 e como h_A=h_B temos que:

\frac{1}{2}mv^2+mgh-mgh=0

m(\frac{1}{2}v^2+gh-gh)=0

m=0  v  \frac{1}{2}v^2+gh-gh=0

\frac{1}{2}v^2=0

v=0

Logo, o carrinho não passará o ponto B.

Espero ter ajudado!!

Qualquer duvida, ou erro encontrado, comente.


guib41: Vc pode fazer a C também?
guib41: Esta na imagem
SelfTaught: Acredito que a resposta do item (a) esteja incorreta. No caso do item (a) as pistas A e B diferem apenas pela depressão na pista B indicado pela linha tracejada. Pelo Teorema da Conservação da Energia, a energia cinética ganhada quando a bola cai na depressão é igual a energia cinética perdida pela bola quando ela sai da depressão. Portanto, como as bolas partiram do repouso elas chegarão na extremidade final com a velocidade iguais, ou seja, nenhuma é mais veloz do que a outra.
garciarodrigo2001: A energia mecânica de A é diferente de B. Considerei que hAContudo, tem toda a razão quando diz que a energia se conserva, mas vamos ver para cada caso. Eu acho, que na pratica, a bola ganhava mais velocidade e depois voltava a perder quando subisse, mas os meus calculos dizem o contrario, desculpe não poder demonstrar matematicamente isso.
SelfTaught: Esse problema não apresenta nenhum valor numérico e portanto não podemos, baseado no "olhômetro", assumir valores paras as grandezas físicas envolvidas pois estaremos introduzindo hipóteses que não necessariamente são verdadeiras. Devemos usar a Navalha de Ockham e considerar a situação mais simples. Para ser mais especifico esse é um problema de física conceitual do livro "Conceptual Physics" de Paul G. Hewitt 11ed.
garciarodrigo2001: Mas eu não usei nenhum valor numérico..
Só usei as formulas.
SelfTaught: Sim, mas você usa a hipótese que hi > hf e no enunciado da questão nada foi dito sobre quais alturas são maiores em relação a outras.
garciarodrigo2001: Então, o que pode fazer é separar o percurso B em duas, sendo uma igual ao A + uma como no exercício 2 e obterá que a velocidade vai ser igual. Acabei agora de fazer no papel isto, mas não sei se posso editar.
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