Um carro se desloca com velocidade de 72,0 km / h na Avenida Guararapes, em Petrolina. O motorista observa a presença de um radar a 300 m e aciona imediatamente os freios. Ele passa pelo radar com velocidade de 36,0 km / h. Considere a massa do carro igual a 1000 kg . Calcule o trabalho realizado durante a frenagem.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que um carro de massa 1000 kg vinha a 72,0 km/h, viu um radar a 300 m, freou e passou pelo radar a 36,0 km/h. A gente precisa calcular o trabalho total que os freios realizaram nessa frenagem.
Conteúdo: teorema do trabalho e energia cinética. O que vamos precisar:
  • Converter velocidades de km/h para m/s.
  • Lembrar que energia cinética é .
  • Usar o teorema que diz que o trabalho total é a variação da energia cinética: .

Passo 2

Primeiro, converte as velocidades para o SI (m/s):
  • .
  • .

Passo 3

A teoria do teorema trabalho-energia diz que o trabalho W ;=; De realizado pelas forças (aqui, pelos freios) é igual à variação da energia cinética do carro:
Como a frenagem reduz velocidade, esperamos um trabalho negativo (energia retirada do carro).

Passo 4

Calcula as energias cinéticas:
  • Energia inicial: Ki = tfrac12,m,vi^2 = tfrac12 times 1000,kg times (20,0,m/s)^2 = 500 times 400 = 200,000 J
  • Energia final: Kf = tfrac12,m,vf^2 = tfrac12 times 1000,kg times (10,0,m/s)^2 = 500 times 100 = 50,000 J

Passo 5

Agora, o trabalho:
W = Kf - Ki = 50,000 J - 200,000 J = -150,000 J
O sinal negativo mostra que a força de frenagem tirou energia do carro.

Resposta

O trabalho realizado pelos freios durante a frenagem é
boxed-1,5times10^5 J

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