Pregunta de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5c07
Uma das modalidades presentes nas olimpíadas é o salto com vara. As etapas de um dos saltos de um atleta estão representadas na figura:
Desprezando-se as forças dissipativas (resistência do ar e atrito), para que o salto atinja a maior altura possível, ou seja, o máximo de energia seja conservada, é necessário que
a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica representada na etapa IV.
a energia cinética, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa IV.
a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa III.
a energia potencial gravitacional, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa IV.
a energia potencial gravitacional, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa III.
Explicación Oficial / Explicaciones de la Comunidad
A resposta correta é a que afirma que a energia cinética da etapa I (corrida) deve ser totalmente convertida em energia potencial gravitacional na etapa III (ponto mais alto do salto). Isso porque, desprezando dissipações, a energia mecânica se conserva. Na etapa I, o atleta possui energia cinética máxima e energia potencial gravitacional mínima (próxima ao solo). Ao longo do salto, a vara armazena energia potencial elástica (etapa II) e depois a devolve, convertendo-se em energia cinética e potencial gravitacional. Para atingir a altura máxima, toda a energia cinética inicial deve se transformar em energia potencial gravitacional no topo (etapa III), onde a velocidade é zero. As demais alternativas estão incorretas: a primeira sugere conversão para energia potencial elástica na etapa IV, mas nessa etapa o atleta já caiu, e a energia elástica já foi liberada; a segunda menciona energia cinética na etapa II, mas nessa etapa a velocidade já diminuiu; a quarta e a quinta invertem as transformações, pois a energia potencial gravitacional não se converte totalmente em elástica, e a etapa I não tem energia potencial gravitacional significativa.