Um brinquedo bastante comum em parques de diversões, a montanha-russa, utiliza-se da transformação parcial de energia potencial em energia cinética (e vice-versa) como princípio de funcionamento. Uma das montanhas-russas mais famosas do mundo, a Takabisha, cuja pista possui mais de 1 km de extensão, localiza-se no Japão e tem vista para o Monte Fuji. Nela, a subida inicial até o ponto mais alto, situado a uma altura aproximada de 50 m do solo, é feita sob ângulo de aproximadamente 90 graus, seguida de uma descida vertiginosa, cuja velocidade, no ponto mais baixo desse trecho, atinge cerca de 30 m/s em poucos segundos.

Considerando um carrinho ocupado com massa total de 300 kg em repouso na posição de altura máxima, a energia mecânica perdida durante a descida inicial é, aproximadamente,

Note e adote:
Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2.

  • a

    1200 J. 

  • b

    2500 J. 

  • c

    5000 J. 

  • d

    15000 J. 

  • e

    20000 J.

A energia mecânica perdida durante a descida pode ser assim calculada:

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De acordo com enunciado, a velocidade inicial é zero, logo, a energia cinética inicial (começar estilo tamanho matemático 14px reto épsilon com reto c subscrito com reto i sobrescrito fim do estilo) também será zero. Considerando o solo como o plano horizontal de referência, a energia potencial gravitacional final (começar estilo tamanho matemático 14px reto épsilon com pg subscrito com reto i sobrescrito fim do estilo) é igual a zero.

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Logo, a energia mecânica perdida durante a descida é de 15000 J.