(FGV-SP 2016) - QUESTÃO

Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.

Em uma das oscilações, Mariana partiu do extremo, de uma altura de 80 cm acima do solo e, ao atingir a posição inferior da trajetória, chutou uma bola, de 0,5 kg de massa, que estava parada no solo. A bola adquiriu a velocidade de 24 m/s imediatamente após o chute, na direção horizontal do solo e do movimento da menina. O deslocamento de Mariana, do ponto extremo até o ponto inferior da trajetória, foi realizado sem dissipação de energia mecânica. Considere a massa de Mariana igual a 12 kg, e a aceleração da gravidade com o valor 10 m/s². A velocidade de Mariana, imediatamente após o chute na bola, passou a ser, em m/s, de 

a) 2,0. 
b) 2,4. 
c) 3,0. 
d) 3,2. 
e) 3,6.

                                                                                                                             Resposta: C
Entre o extremo movimento e o ponto mais baixo da trajetória do conjunto Mariana + balanço, há conservação de energia mecânica. Nesse trecho, a energia potencial gravitacional do conjunto é transformada em energia cinética:
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A interação entre Mariana e a bola é um sistema mecanicamente isolado. Dessa forma, como não há alteração na direção do movimento, e observando que «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»v«/mi»«mo»§#x02192;«/mo»«/mover»«msubsup»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi»marina«/mi»«mrow»«mi»antes«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi»do«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi»chute«/mi»«/mrow»«/msubsup»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»e«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»v«/mi»«mo»§#x02192;«/mo»«/mover»«msubsup»«mo»§#x000A0;«/mo»«mrow»«mi»da«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi»bola«/mi»«/mrow»«mrow»«mi»ap§#x000F3;s«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»o«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi»chute«/mi»«/mrow»«/msubsup»«/mstyle»«/math» possuem mesmas direções e sentidos:
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