Um carro em movimento uniforme está passando por uma rodovia quando começa a descer uma ladeira, na qual o motorista faz com que o carro se mantenha sempre com velocidade escalar constante. Durante a descida, o que ocorre com as energias potencial, cinética e mecânica do carro?

Alternativa E - A energia mecânica diminui, pois, a energia cinética se mantém constante, mas a energia potencial gravitacional diminui.

Análise Detalhada

Para resolver esta questão, precisamos analisar o comportamento de cada tipo de energia envolvida no movimento descrito:

1. Energia Cinética (E_c)

A energia cinética depende da massa e da velocidade do corpo. Sua fórmula é:
E_c = \frac{1}{2}mv^2

No enunciado, está claro que o motorista faz o carro manter a velocidade escalar constante. Como a massa do carro não muda e a velocidade não varia, a energia cinética mantém-se constante.

2. Energia Potencial Gravitacional (E_p)

A energia potencial gravitacional depende da altura em relação a um referencial. Sua fórmula é:
E_p = m \cdot g \cdot h

O carro está descendo uma ladeira, o que significa que sua altura (h) está diminuindo progressivamente. Consequentemente, a energia potencial gravitacional diminui.

3. Energia Mecânica (E_m)

A energia mecânica total é a soma das energias cinética e potencial:
E_m = E_c + E_p

Como analisamos acima:

• E_c permanece igual.
• E_p diminui.

Portanto, a soma resulta em uma diminuição da energia mecânica. Isso ocorre porque forças dissipativas (como atrito dos freios para manter a velocidade baixa na descida e resistência do ar) estão retirando energia do sistema, transformando-a em calor.

Resumo Comparativo

Isso elimina as outras alternativas:

• (a) Errada, pois a energia mecânica não se conserva se houver dissipação e a altura muda.
• (b) Errada, pois há trabalho realizado (gravidade e atrito).
• (c) Errada, pois a velocidade não aumenta.
• (d) Errada, pois a altura diminui, logo a potencial não é constante.