Física 11º Ano (2025): Cálculo de Energia Mecânica Dissipada em Queda Livre e Atrito

Outro módulo interativo, existente no museu de ciência, proporciona a um utilizador uma experiência de queda livre.
A Figura 2, que não se encontra à escala, apresenta um esquema desse módulo.
A experiência começa quando o utilizador larga o cabo na posição A, a 8,0 m do solo, com velocidade inicial nula, caindo até à posição B sem contacto com a rampa.
Ao passar na posição B, o utilizador inicia o contacto com a rampa, com atrito significativo.
Entre as posições C e D, o utilizador percorre 4,0 m, com aceleração constante de módulo g/2, parando na posição D.
Considere o solo como nível de referência da energia potencial gravítica.
Admita que o utilizador pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) e que, entre as posições A e B, o utilizador está em queda livre.
Determine a percentagem de energia mecânica do utilizador, de massa m, dissipada entre as posições B e C.
Apresente todos os cálculos efetuados.

Determina o valor solicitado, percorrendo as etapas seguintes: • Calcula a energia mecânica do utilizador na posição B (8,0 m g) (ver nota) ... 4 pontos • Calcula a energia cinética do utilizador na posição C (2,0 m g) (ver nota) ... 4 pontos • Calcula a percentagem de energia mecânica do utilizador dissipada entre as posições B e C (75%) ... 4 pontos Nota – a ordem das duas primeiras etapas é arbitrária.