Um pacote contendo 12 latas de energético com massa de
está inicialmente em repouso sobre uma superficie horizontal. A seguir, ele é empurrado
em linha reta por uma pessoa que exerce uma força constante de módulo igual a
. Use o teorema do trabalho-energia para achar a velocidade final do pacote se: a) nāo existe atrito entre o pacote e a superficie; (b) o coeficiente de atrito cinético entre o pacote e a superficie é igual a 0,30 .
Passo 1
O enunciado dá um pacote de massa
que parte do repouso
e é empurrado por uma força constante de módulo
ao longo de uma distância
em superfície horizontal. Vamos aplicar o Teorema Trabalho-Energia, que diz
Precisaremos computar o trabalho da força aplicada e, no caso (b), o trabalho da força de atrito.
Passo 2
Caso (a): sem atrito, o único trabalho é o da força
, que age paralelamente ao deslocamento. Logo
e
Pela energia cinética,
Passo 3
Substituindo os valores em
temos
Passo 4
Caso (b): há atrito cinético com coeficiente
. A força de atrito tem módulo
com
, e faz trabalho negativo
O trabalho total é
e ainda vale
Passo 5
Calculamos
:
Então
Resposta
a)
b)
b)