(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Física

João é fissurado por montanhas-russas e está fazendo um projeto para sua própria montanha-russa no parque de diversões de sua cidade. Ele decide criar a montanha-russa perfeita, que deve ter um percurso com um loop e uma rampa de subida inicial. João quer garantir que o carrinho tenha energia mecânica suficiente para completar o loop sem parar no meio do caminho. A altura do loop é de 15 metros e a rampa inicial tem 25 metros de altura. Considerando que o carrinho tem uma massa de 200 kg e que a aceleração da gravidade é de 10 m/s², ajude João a resolver o seguinte problema: a) Calcule a energia potencial gravitacional do carrinho no topo da rampa inicial; b) Desconsiderando as perdas por atrito, determine a energia cinética do carrinho no momento em que começa a subir o loop e a sua velocidade; c) Verifique se a energia mecânica total do carrinho no início do loop é suficiente para que ele o complete sem parar. Qual seria a energia mecânica mínima necessária para completar o loop?