4-Um elevador de massa m é puxado para cima por um motor através de um cabo. O motor aplica uma força constante F que faz o elevador subir uma distância h partindo do repouso. O elevador sofre atrito com o trilho, sendo que a força de atrito é constante e igual a Fatrito =mu mg onde mu é o coeficiente de atrito. A aceleração da gravidade é g.
B- Calcule a variação da energia interna do sistema elevador-trilho durante o percurso, considerando que a energia interna se altera devido ao trabalho realizado contra a força de atrito.
Dados:
Aceleração da gravidade: g
Massa do elevador: m
Coeficiente de atrito: mu
Distância de subida: h
Velocidade final do elevador: v

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos um elevador de massa Frm atrito = mu m g que sobe uma distância sendo puxado por um motor com força constante . Tem atrito no trilho com força de atrito constante
A parte B quer a variação da energia interna do sistema elevador + trilho, ou seja, o quanto de energia foi “perdido” em calor por causa desse atrito.
Matéria: Trabalho da força de atrito e energia interna.
O que precisamos: entender que o trabalho da força de atrito vira energia interna (calor) e calcular esse trabalho.

Passo 2

Teoria básica: quando uma força não conservativa (como o atrito) atua, ela realiza um trabalho que vai direto para a energia interna do sistema (aquecimento, deformação etc.).
O trabalho da força de atrito sobre um percurso Wrm atrito = Frm atrito,times,h é
Repara que esse trabalho é negativo em relação à energia cinética (ele retira energia mecânica), mas a variação de energia interna é positiva e numericamente igual a .

Passo 3

Substituindo a força de atrito Wrm atrito = (mu m g),h no trabalho:
De
Logo, a energia que virou calor (variação de energia interna) é

Resposta

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