- Um corpo cuja massa é 2 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. Ele é puxado ao longo de 4 m por uma força horizontal constante de 25 N . (a) Use a relação trabalho-energia para determinar a velocidade final do corpo. (b) Suponha que o corpo tenha uma velocidade inicial de
, calcule a sua velocidade final.
Passo 1
Resumo do enunciado: temos um bloco de massa
em repouso (no item a) ou com velocidade inicial
(item b), sendo puxado 4 m por uma força horizontal constante de
numa superfície sem atrito.
Conteúdo da matéria: Teorema Trabalho-Energia.
O que vamos precisar:
Conteúdo da matéria: Teorema Trabalho-Energia.
O que vamos precisar:
- Definição de trabalho de uma força constante:
- Definição de energia cinética:
- Teorema Trabalho-Energia:
Passo 2
Cálculo do trabalho
:
Aqui a força e o deslocamento são paralelos ( ), então
Aqui a força e o deslocamento são paralelos (
Passo 3
(a) Caso com velocidade inicial zero:
- Energia cinética inicial
. - Pelo teorema:
. - Agora despejamos na definição de
:
Passo 4
(b) Caso com velocidade inicial
:
- Energia cinética inicial
- O trabalho é o mesmo
, logo - Despejando em
:
Resposta
(a)
(b)
(b)