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Questão 23

IME 2008
Física

(IME - 2008/2009)

Na figura dada, o bloco realiza o movimento descrito a seguir:

– Em t = 0, desloca-se para a direita, com velocidade constante;

– Em t = t1, cai da plataforma; – Em t = t2, atinge o solo e continua a se mover para a direita, sem quicar;

– Em t = t3, é lançado para cima, pela ação do impulso vec{I} ;

– Em t = t4, volta a atingir o solo.

Nestas condições, a opção que melhor representa graficamente a energia cinética do bloco em função do tempo é

A

B

C

D

E

Gabarito:



Resolução:

No intervalo 0<t<T_1, o bloco realiza um movimento retilíneo uniforme, não variando sua energia cinética. Então o gráfico nesse intervalo deve ser uma reta horizontal (constante).

No intervalo T_1<t<T_2, o bloco é lançado horizontalmente de cima da plataforma, realizando uma parábola. Sua velocidade horizontal continua a mesma, enquanto a velocidade vertical aumenta até atingir o solo, logo a energia cinética aumenta nesse intervalo, mas volta ao valor inicial após a colisão com o solo, já que essa colisão anula somente a componente vertical da velocidade.

No intervalo T_2<t<T_3, o bloco realiza novamente um movimento retilíneo uniforme. O gráfico é novamente uma reta horizontal (constante), sendo do mesmo valor que o primeiro intervalo.

No intervalo T_3<t<T_4, o bloco é lançado para cima pelo impulso overrightarrow{I}, o que aumenta instantaneamente sua energia cinética devido a velocidade vertical adquirida pelo impulso. O bloco realiza então uma parábola (lançamento oblíquo), com sua velocidade vertical diminuindo enquanto ele sobe (energia cinética diminui enquanto o bloco sobe) e aumentando enquanto ele desce (energia cinética aumenta enquanto o bloco desce). Ao colidir novamente com o solo, o bloco perde a velocidade vertical, mantendo a velocidade horizontal. Portanto a energia cinética volta ao valor inicial.

O gráfico que apresenta corretamente essas características é o gráfico da letra C

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