Questão 3: Um bloco A de massa 2 kg é empurrado a partir do repouso em uma superficie sem atrito por uma força constante aplicada por um agente externo, percorrendo uma distância de
, adquirindo uma energia cinética de 36 J , na situação 1. Na
situação 2 , um bloco B com o dobro da massa é empurrado por uma força constante a partir do repouso, percorrendo a mesma distância d e adquirindo a mesma energia cinética.
d
Situação 2
( 1,0 ponto) A força exercida pelo agente na situação 1 é maior, menor ou igual à forca exercida na situacão 2 ? Justifique.
Situação 2
( 1,0 ponto) A força exercida pelo agente na situação 1 é maior, menor ou igual à forca exercida na situacão 2 ? Justifique.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos duas situações onde blocos de massas diferentes são empurrados pela mesma distância de 3 metros e ganham a mesma energia cinética de 36 J. O conteúdo envolvido aqui é o trabalho realizado por uma força e a relação entre força, deslocamento e energia cinética. Vamos precisar usar a fórmula do trabalho para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o trabalho realizado por uma força é dado por:
onde $ W $ é o trabalho, $ F $ é a força aplicada e $ d $ é a distância percorrida.
Passo 3
Sabemos que o trabalho também pode ser relacionado à energia cinética adquirida pelo bloco. Como o bloco parte do repouso, toda a energia fornecida pela força se transforma em energia cinética:
Passo 4
Agora, podemos usar a fórmula do trabalho para encontrar a força aplicada em cada situação. Rearranjando a fórmula:
Substituindo os valores conhecidos:
Passo 5
Observamos que, apesar das massas dos blocos serem diferentes (2 kg na situação 1 e 4 kg na situação 2), a força necessária para realizar o mesmo trabalho sobre a mesma distância, resultando na mesma energia cinética, é a mesma.
Resposta
A força exercida pelo agente na situação 1 é igual à força exercida na situação 2.