Uma força de 5 N atua sobre um corpo de 15 Kg inicialmente em repouso. Calcule o trabalho realizado pela força no primeiro segundo.

Passo 1

O enunciado diz que uma força constante de 5 N age sobre um corpo de 15 kg, que parte do repouso, e pede o trabalho realizado por essa força no primeiro segundo. Para resolver, vamos usar:
  1. A segunda lei de Newton para achar a aceleração F = m\,a.
  2. As equações do movimento uniformemente acelerado para obter o deslocamento em t=1 s.
  3. A definição de trabalho de uma força constante W = F\,\Delta x.

Passo 2

Aplicamos a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração:
a = \frac{F}{m} = \frac{5}{15} = \frac{1}{3}\,\mathrm{m/s^2}.

Passo 3

O deslocamento no primeiro segundo, partindo do repouso e com aceleração constante, é dado por
\Delta x = \tfrac12\,a\,t^2
com t=1 s. Logo,
\Delta x = \tfrac12 \cdot \tfrac{1}{3} \cdot (1)^2 = \tfrac{1}{6}\,\mathrm{m}.

Passo 4

O trabalho realizado pela força é
W = F \,\Delta x = 5 \cdot \tfrac{1}{6} = \tfrac{5}{6}\,\mathrm{J}.

Resposta

O trabalho realizado no primeiro segundo é \tfrac{5}{6} J (aproximadamente 0{,}83 J).

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