Considere que, no arranjo apresentado anteriormente, a massa...
A figura acima ilustra um trilho de ar comprimido, constituído de duas placas de alumínio encaixadas de modo a formar uma estrutura de seção reta triangular. No interior da estrutura, passa uma corrente de ar comprimido que sai por 100 orifícios, de raios iguais a 0,001 m, localizados nos dois lados das placas que formam o trilho. O ar entra na estrutura, a partir de uma abertura circular de raio 1 cm, a uma velocidade igual a 1 m/s. Um carrinho de massa M, que pode deslizar sobre os trilhos, está preso a uma pequena esfera de massa m, por meio de um fio rígido e inextensível de massa desprezível e que passa por uma roldana de massa também desprezível. O trilho está inclinado de um ângulo θ em relação à horizontal. O coeficiente de atrito cinético do carro com as placas metálicas do trilho é igual a μb, na ausência de ar comprimido, e igual a μa, após a inserção de ar comprimido na estrutura.
Considere que, no arranjo apresentado anteriormente, a massa da pequena esfera seja suficiente para puxar o carrinho para cima, ao longo da superfície do plano inclinado, com uma força de 0,3 N. Considere, ainda, que a massa do carrinho seja de 15 g, que o plano tenha altura de 40 cm e inclinação igual a 30°, e que a roldana não atrapalhe o movimento do carro ao chegar ao vértice superior do trilho. Tendo como referência essas informações, julgue o item que se segue, sabendo que sen (30°) = 0,5 e assumindo que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 .
Desprezando-se o atrito e considerando-se que a esfera tenha
massa igual a 5 g, é correto afirmar que, caso a corda se rompa
quando o carrinho estiver no topo do plano, a esfera atingirá o
solo com energia superior a 20 × 10-3
J.
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