Um ajudante de pedreiro lança verticalmente, de baixo para cima, um bloco com 4 tijolos para outro ajudante que está em uma laje. Os blocos partem com velocidade de
e na altura de
o segundo ajudante consegue pegar os tijolos no momento em que estão parados no ar. Cada tijolo possui
. Qual o trabalho realizado pela força gravitacional para diminuir a velocidade dos tijolos?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um ajudante que lança um bloco de 4 tijolos para cima com uma certa velocidade, e outro ajudante os pega no ponto onde eles param momentaneamente no ar. Vamos precisar usar conceitos de trabalho e energia, especificamente o trabalho realizado pela força gravitacional. Para resolver isso, vamos precisar saber a velocidade inicial, a altura em que os tijolos param e a massa de cada tijolo.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a massa total dos tijolos. Cada tijolo pesa 0,6 kg e são 4 no total:
Passo 3
Sabemos que a velocidade inicial com que os tijolos são lançados é de 10 m/s. Quando eles param no ar, a velocidade final é 0 m/s. A energia cinética dos tijolos muda de um valor inicial para zero.
A fórmula para a energia cinética é:
Passo 4
Vamos calcular a energia cinética inicial:
Já que os tijolos param, a energia cinética final é zero:
Passo 5
O trabalho realizado pela força gravitacional é igual à variação da energia cinética:
O sinal negativo indica que a força da gravidade está realizando um trabalho no sentido de diminuir a energia cinética dos tijolos.
Resposta
O trabalho realizado pela força gravitacional para diminuir a velocidade dos tijolos é de -120 Joules.