Um helicóptero é usado para erguer do oceano um astronauta de massa igual a 70 kg até uma altura de 17 m, numa direção vertical, por meio de um cabo. A aceleração do astronauta é g/8.
Qual é o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o astronauta?
Qual é o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o astronauta?
Passo 1
O enunciado descreve um helicóptero que ergue um astronauta de massa
kg verticalmente por uma altura
m, com aceleração
. O que se pede é o trabalho realizado pela força gravitacional (peso) sobre o astronauta. O conteúdo necessário é o conceito de trabalho de uma força constante e conservativa, em particular o peso, que depende apenas da variação de altura.
Passo 2
A força peso tem módulo
e direção vertical para baixo, enquanto o deslocamento é vertical para cima. O trabalho de uma força constante
ao longo de um deslocamento
é
onde
é o ângulo entre
e
. Aqui
, logo
Passo 3
Substituindo os valores:
Se adotarmos
,m/s
, então