4 Um pequeno objeto de massa
, abandonado de um ponto situado a 15 m de altura em relação ao solo, cai verticalmente sob a ação da força peso e da força de resistência do ar.
Sabendo que sua velocidade ao atingir o solo vale
, calcule o trabalho da força de resistência do ar.
Dado:
Sabendo que sua velocidade ao atingir o solo vale
Dado:
Passo 1
O enunciado dá um objeto de massa
abandonado de uma altura
, que atinge o solo com velocidade
sob a ação do peso e da resistência do ar. Vamos aplicar o teorema do trabalho-energia, que diz que a soma dos trabalhos das forças é igual à variação da energia cinética:
Passo 2
Calculamos a variação da energia cinética entre a superfície de abandono (velocidade inicial nula) e o impacto:
Logo,
Passo 3
O trabalho da força peso é dado por
positivo porque o peso age na direção do deslocamento.
Passo 4
Como
, isolamos o trabalho da resistência do ar:
Resposta
O trabalho da força de resistência do ar é
.