Uma força de 5,0 N age sobre um corpo de 15 kg inicialmente em repouso. Calcule a potência média da força no intervalo de 0,0 s à 3,0 s.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre força, massa e potência média. Basicamente, precisamos descobrir a potência média que uma força de 5,0 N exerce sobre um corpo de 15 kg que está parado, no intervalo de 0 a 3 segundos. Para isso, vamos usar conceitos de física como força, aceleração, trabalho e potência.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a força ($ F F çã a a çãç m $) e aceleração é dada pela segunda lei de Newton:
m
Aqui, $ F = 5,0 , N $ e $ m = 15 , kg $. Queremos encontrar a aceleração:
F = m times a ²

Passo 3

Agora que sabemos a aceleração, podemos determinar a velocidade do corpo após 3 segundos. Como o corpo parte do repouso, a velocidade final ($ v $) é calculada pela fórmula:
v
Onde $ t = 3,0 , s $:
v = a times t ²

Passo 4

Com a velocidade final, podemos calcular o trabalho realizado pela força. Trabalho ($ W $) é dado por:
W
Mas precisamos encontrar a distância ($ d $) percorrida em 3 segundos. Sabemos que, com aceleração constante, a distância é:
W = F times d ²
Substituindo os valores:
d ²²
Então, o trabalho é:
d = 12 times a times t²

Passo 5

Finalmente, a potência média ($ P $) é o trabalho dividido pelo tempo:
P
Substituindo:
P = Wt

Resposta

A potência média da força é de 2,5 watts.

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