Problema 3:
Um trenó de 10 kg é puxado por uma força constante de 50 N ao longo de 20 m sobre uma superfície horizontal sem atrito.
a) Calcule o trabalho realizado pela força.
b) Determine a velocidade final do trenó usando o teorema trabalho-energia.
a) Calcule o trabalho realizado pela força.
b) Determine a velocidade final do trenó usando o teorema trabalho-energia.
Passo 1
O enunciado dá um trenó de massa
kg sendo puxado por uma força constante de
N ao longo de
m sobre superfície horizontal sem atrito. Pedem (a) o trabalho realizado pela força e (b) a velocidade final usando o teorema trabalho-energia.
Passo 2
O trabalho
de uma força constante é dado por
onde
N e
m. Logo,
Passo 3
Pelo teorema trabalho-energia, o trabalho realizado altera a energia cinética do trenó:
Como parte inicial estava em repouso, temos
Passo 4
Isolando
:
Resposta
a) O trabalho realizado é
J.
b) A velocidade final vale aproximadamente m/s.
b) A velocidade final vale aproximadamente