Um ciclista e sua bicicleta, com massa total 85 kg , descem uma ladeira e atingem um trecho horizontal retilineo com uma velocidade de 27 m / s. Se a força de atrito cinético desacelera a bicicleta até o repouso a uma taxa constante de 2,0 m / s^2, determine:
o trabalho W realizado pela força de atrito.

Passo 1

Beleza, o que o enunciado diz é o seguinte: um ciclista (mais a bike) de massa total 85 kg chega num trecho horizontal com velocidade inicial de 27 m/s e para até o repouso porque o atrito cinético está “freando” ele com uma desaceleração constante de 2,0 m/s². A pergunta é: qual o trabalho realizado pela força de atrito?
Conteúdo: Teorema da Energia Cinética (ou Princípio do Trabalho e Energia).
O que vamos precisar:
  • Massa m = 85 kg
  • Velocidade inicial v = 27 m/s
  • Velocidade final v_f = 0
  • Desaceleração a = –2,0 m/s²
  • Fórmula do trabalho pelo teorema:

Passo 2

Teorema da Energia Cinética diz que o trabalho total (aqui, só o do atrito) é igual à variação da energia cinética:
Watrito = Kf - Ki
Como ele para, . Então só precisamos calcular .

Passo 3

Energia cinética inicial:
Ki = tfrac12,m,v^2 = tfrac12 times 85,kg times (27,m/s)^2
Calculemos:
27^2 = 729, tfrac12 times 85 = 42,5,
Ki = 42,5 times 729 approx 30,982,5 J

Passo 4

Agora a variação de energia cinética é
De
Isso já é o trabalho da força de atrito, porque ela é a única força que está fazendo trabalho não conservativo parando a bicicleta.

Resposta

Watrito approx -3,10times10^4 J

Exercícios relacionados