Física e Química A (11.º Ano) | Análise de Energia em Cilindro Rotativo (Exame 2025)

Num museu de ciência, há um módulo interativo, constituído por um cilindro com uma base móvel, que permite aos utilizadores experienciarem acelerações de módulo superior ao da aceleração gravítica à superfície da Terra, g.
A Figura 1 representa o módulo interativo com um utilizador encostado à parede interior do cilindro.
O cilindro, de raio r, inicia a rotação em torno do eixo central e vertical, y, até atingir a velocidade angular pretendida; nesse instante, a base móvel desce, mas o utilizador permanece encostado à parede interior rugosa, sem cair, devido à força de atrito.
Admita que o utilizador pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).
Enquanto a velocidade angular do cilindro aumenta, mantendo-se o utilizador ainda com os pés sobre a base, a energia potencial gravítica do sistema utilizador + Terra e a energia mecânica do sistema utilizador + Terra .
(A) aumenta .
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aumenta (B) aumenta .
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mantém-se constante (C) mantém-se constante .
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aumenta (D) mantém-se constante .
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mantém-se constante

Versão 1 - (A); Versão 2 – (C)