Um carro de 2300 Kg está a
em uma estrada horizontal. Os freios são aplicados e realizam um trabalho de 70.000 J . Qual a velocidade final do carro?
Passo 1
O enunciado pede a velocidade final do carro após os freios realizarem um trabalho. Informações dadas:
- massa do carro:
, - velocidade inicial:
, - trabalho realizado pelos freios:
.
Pergunta: Qual é a velocidade final do carro depois desse trabalho?
Passo 2
Conceito que vamos usar: o Teorema Trabalho-Energia cinética. Ele diz que o trabalho total realizado sobre um objeto é igual à variação da sua energia cinética. Em fórmula:
onde
é o trabalho (em joules),
é a energia cinética inicial e
é a energia cinética final. A energia cinética de um corpo de massa
e velocidade
é
onde
é um fator fixo da fórmula,
é a massa em quilogramas e
a velocidade em metros por segundo. Aqui, como os freios retiram energia, o trabalho dos freios é negativo:
.
Passo 3
Primeiro passo prático: converter a velocidade inicial de
para
(porque a energia cinética usa
). A conversão é
Portanto
Passo 4
Aplicando o teorema trabalho-energia:
Isolando
,
Lembre que
,
e
.
Passo 5
Substituindo os valores:
Calcule passo a passo. Primeiro
:
Depois a fração:
Agora somando:
Passo 6
Agora tiramos a raiz quadrada para obter
:
Se preferir a velocidade em
, multiplica por
:
Passo 7
Interpretação rápida: o trabalho dos freios reduziu a energia cinética do carro, então a velocidade caiu de
(
) para cerca de
(
). Não foi uma parada completa — apenas uma redução de velocidade correspondente ao trabalho de
. Vai dar certo na prova — você já entendeu a ideia: converter unidades, aplicar
, isolar e calcular.