ENEM 2019: Numa feira de ciências, um estudante utilizará o disco de Maxwell (ioiô)

ENEM 2019

(QUESTÃO 097 - AMARELA / 121 - AZUL / 106 - BRANCA / 128 - ROSA)

ENEM 2019: 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

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 x L x A): 300 mm x 100 mm x 410 mm
Massa do disco de metal: 30 g

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

a) 4,10 x 10⁻²
b) 8,20 x 10⁻²
c) 1,23 x 10⁻¹
d) 8,20 x 10⁴
e) 1,23 x 10⁵

QUESTÃO ANTERIOR:
- ENEM 2019: Uma vantagem da vacina em relação ao tratamento tradicional é que ela poderá

RESOLUÇÃO:
Conservação da energia mecânica:

Efinal = Einicial

Como a velocidade escalar linear é desprezível em com paração com a velocidade escalar angular, então a energia final é exclusivamente a energia cinética de rotação: