Física de Montanha-Russa: Velocidade na Base da Colina
Resposta: 22,4 m/s
Explicação
Usando o princípio da conservação de energia, a energia mecânica total do carro da montanha-russa (um sistema fechado) permanece constante. No topo da colina, o carro tem apenas energia potencial (EP = mgh). Na base, tem apenas energia cinética (EC = ½mv²). Igualando as duas:
mgh = ½mv² → v = √(2gh)
Dada a energia potencial EP = 20.000 J, massa m = 250 kg, e g = 9,8 m/s², podemos encontrar a altura h = EP/(mg) = 20.000/(250×9,8) ≈ 8,16 m. Então v = √(2×9,8×8,16) ≈ 22,4 m/s.
Portanto, a velocidade na base da colina é 22,4 m/s.
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