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Questão 51

AFA 2020
Física

QUESTÃO ANULADA!!

(AFA - 2020)

Certo brinquedo de um parque aquático é esquematizado pela figura a seguir, onde um homem e uma boia, sobre a qual se assenta, formam um sistema, tratado como partícula.

Essa “partícula” inicia seu movimento do repouso, no ponto A, situado a uma altura H = 15 m, escorregando ao longo do toboágua que está inclinado de 60º em relação ao solo, plano e horizontal. Considere a aceleração da gravidade constante e igual a g e despreze as resistências do ar, do toboágua e os efeitos hidrodinâmicos sobre a partícula. Para freá-la, fazendo-a chegar ao ponto C com velocidade nula, um elástico inicialmente não deformado, que se comporta como uma mola ideal, foi acoplado ligando essa partícula ao topo do toboágua. Nessa circunstância, a deformação máxima sofrida pelo elástico foi de 10 sqrt{2} m Na descida, ao passar pelo ponto B, que se encontra a uma altura frac{H}{2} , a partícula atinge sua velocidade máxima, que, em m/s, vale.

a) 6,0

b) 8,5

c) 10

d) 12

QUESTÃO ANULADA!!

A

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B

Marque a alternativa A

Gabarito:

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Resolução:

Conservação de Energia e Leis de Newton

No ponto B temos velocidade máxima, isto é, equilíbrio de forças. Logo:

Kx_{eq} = mg , sen , 60 ^circ     1

Além disso, para velocidade nula em C, temos:

E_A = E_c Rightarrow mg H = frac{KX_{m acute{a} x^2}}{2}    ast

Com isso, temos:

150 m = frac{K}{2} cdot (10 sqrt 2)^2 Rightarrow K = 1,!5 , m     2

2  em  1!:  1,!5 m cdot X_{eq} = m cdot 10 cdot frac{sqrt3}{2} Rightarrow X_{eq} = frac{10sqrt3}{3}

Por fim, pela conservação de energia de B e A:

E_B = E_A Rightarrow frac{m {V_B}^2}{2} + frac{Kx{_{eq}}^2}{2} 
eq mgfrac{H}{2} = mg H      C

frac{m{V_B}^2}{2} + frac{1,!5 m}{2} cdot (10 sqrt3 / 3)^2 = m cdot frac{10 cdot 15}{2} Rightarrow V_B = 10 m/s

Nota: 

A questão contém uma incoerência pelo fato de o X na elongação máxima e na posição de velocidade máxima não corresponderem ao que está na figura do enunciado, logo sugerimos que a questão seja ANULADA

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