Questão 4ab79fd0-0a
Prova:ENEM 2019
Disciplina:Física
Assunto:Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

Numa feira de ciências, um estudante utilizará o disco de Maxwell (ioiô) para demonstrar o princípio da conservação da energia. A apresentação consistirá em duas etapas:

Etapa 1 - a explicação de que, à medida que o disco desce, parte de sua energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética de translação e energia cinética de rotação;

Etapa 2 - o cálculo da energia cinética de rotação do disco no ponto mais baixo de sua trajetória, supondo o sistema conservativo.


Ao preparar a segunda etapa, ele considera a aceleração da gravidade igual a 10 ms−2 e a velocidade linear do centro de massa do disco desprezível em comparação com a velocidade angular. Em seguida, mede a altura do topo do disco em relação ao chão no ponto mais baixo de sua trajetória, obtendo 1/3 da altura da haste do brinquedo.

As especificações de tamanho do brinquedo, isto é, de comprimento (C), largura (L) e altura (A), assim como da massa de seu disco de metal, foram encontradas pelo estudante no recorte de manual ilustrado a seguir.



Conteúdo: base de metal, hastes metálicas, barra superior, disco de metal.

Tamanho (C × L × A): 300 mm × 100 mm × 410 mm

Massa do disco de metal: 30 g


O resultado do cálculo da etapa 2, em joule, é:

A
4,10 × 10−2
B
8,20 × 10−2
C
1,23 × 10−1
D
8,20 × 104
E
1,23 × 105

Gabarito comentado

Luciano Fontes SantosProfessor de Física; Graduado em Física pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Vídeo produzido em parceria com o Qconcursos.

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