1. Um bloco de 80 N é erguido verticalmente a uma velocidade constante de 3 m / s através de uma altura de 6 m . (a) Qual a intensidade da força necessária para isto? (b) Qual o trabalho realizado? O que ocorre com este trabalho?

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que rolou aqui:
Um bloco de peso 80 N é erguido verticalmente a 3 m/s, subindo 6 m. A matéria é Dinâmica (equilíbrio de forças) e Trabalho & Energia Potencial. Para resolver, vamos precisar de:
  • Segunda lei de Newton (ΣF = m a)
  • Definição de trabalho
  • Conceito de energia potencial gravitacional

Passo 2

Como a velocidade é constante, a aceleração é zero (a = 0). Pela segunda lei:
F = P = 80 N .
As únicas forças no bloco são:
  • Peso para baixo:
  • Força aplicada para cima.
    Como resultante zero, , logo

Passo 3

Agora o trabalho realizado pela força W = F,dcostheta, ao subir 6 m:
W = 80 N times 6 m times cos0° = 80 times 6 times 1 = 480 J
onde (força e deslocamento na mesma direção).
Substituindo:

Passo 4

O que acontece com esses 480 J? Como não muda a energia cinética (velocidade constante), toda essa energia vai para o campo gravitacional, ou seja, vira energia potencial do bloco. Matematicamente, .

Resposta

(a) 80 N
(b) 480 J, que é totalmente armazenado como energia potencial gravitacional do bloco.

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