(*) Um saco de farinha de 5,00 \mathrm{~kg} é elevado verticalmente com uma velocidade constante de 3,5 \mathrm{~m} / \mathrm{s} até uma altura de 150 m .
(a) Qual o módulo da força necessária?
R: 49 N
(b) Qual o trabalho realizado por essa força sobre o saco? Em que se transforma esse trabalho?
R: 7350 J , esse trabalho se transforma em energia potencial.

Passo 1

O enunciado diz que um saco de massa m=5{,}00\;\mathrm{kg} é elevado verticalmente com velocidade constante de 3{,}5\;\mathrm{m/s} até uma altura h=150\;\mathrm{m}. O tema é Mecânica (força, trabalho e energia potencial), e vamos precisar de:
  1. Equilíbrio de forças para achar a força aplicada
  2. Definição de trabalho de uma força e sua relação com energia potencial gravitacional

Passo 2

Como a velocidade é constante, a aceleração é nula e as forças se equilibram. Isso implica que a força de tração F que ergue o saco deve igualar o peso P=mg. Logo,
F = m\,g
Substituindo m=5{,}00\;\mathrm{kg} e g=9{,}8\;\mathrm{m/s^2},
F = 5{,}00 \times 9{,}8 = 49\;\mathrm{N}.

Passo 3

O trabalho \!W realizado por uma força constante paralela ao deslocamento vertical é
W = F\,h.
Aqui F=49\;\mathrm{N} e h=150\;\mathrm{m}, então
W = 49 \times 150 = 7350\;\mathrm{J}.

Passo 4

Esse trabalho realizado contra a gravidade vai diretamente para a energia potencial gravitacional do saco. Portanto,
W = \Delta E_{\text{pot}} = m\,g\,h.

Resposta

(a) 49\;\mathrm{N}
(b) 7\,350\;\mathrm{J}, que se transforma em energia potencial gravitacional.

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