Energia
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UNESP 2016 (1ª Fase) – Q. 79 (Física)

Ótimos nadadores, os golfinhos conseguem saltar até 5 m acima do nível da água do mar. Considere que um golfinho de 100 kg, inicialmente em repouso no ponto A, situado 3 m abaixo da linha da água do mar, acione suas nadadeiras e atinja, no ponto B, determinada velocidade, quando inicia o seu movimento ascendente e seu centro de massa descreve a trajetória indicada na figura pela linha tracejada. Ao sair da água, seu centro de massa alcança o ponto C, a uma altura de 5 m acima da linha da água, com módulo da velocidade igual a $$4\sqrt{10}\, m/s$$, conforme a figura.




Considere que, no trajeto de B para C, o golfinho perdeu 20% da energia cinética que tinha ao chegar no ponto B, devido à resistência imposta pela água ao seu movimento. Desprezando a resistência do ar sobre o golfinho fora da água, a velocidade da água do mar e adotando $$g = 10 m/s^{2}$$, é correto afirmar que o módulo da quantidade de movimento adquirida pelo golfinho no ponto B, em $$kg\cdot m/s$$, é igual a

(A) 1 800.
(B) 2 000.
(C) 1 600.
(D) 1 000.
(E) 800.

Confira nossa Lista de Exercícios Resolvidos de Energia



Solução:

Aqui podemos utilizar energia. No ponto B temos somente energia cinética. Uma parte dessa energia se transforma em cinética e potencial no ponto C. Porém, 20% de energia do ponto B é perdida. Logo \[E_{cB} – 0,2\cdot E_{cB} = E_{pC} + E_{cC} \longrightarrow \frac{m\cdot v_{B} ^{2}}{2} – 0,2\cdot\frac{m\cdot v_{B} ^{2}}{2} = m\cdot g\cdot h_{C} + \frac{m\cdot v_{C} ^{2}}{2} \longrightarrow 0,8\cdot \frac{v_{B} ^{2}}{2} = 10\cdot 8 + \frac{(4\cdot\sqrt{10})^{2}}{2} \longrightarrow v_{B} = 20\, m/s\] A quantidade de movimento será \[Q = m\cdot v \longrightarrow Q = 100\cdot 20 \longrightarrow Q = 2000\, kg\cdot m/s\] Resposta: letra B.

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