Submete-se o bloco de 2 kg a uma força de direção constante e módulo
, onde
é dado em metros. Quando
, o bloco está se movendo para a esquerda com uma velocidade de
. Determine sua velocidade quando
. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso é
.
Passo 1
O enunciado descreve um bloco de massa
submetido a uma força de módulo variável
onde
é a posição ao longo do piso. O coeficiente de atrito cinético é
. Sabe-se que em
a velocidade vale
(o sinal não importa no teorema da energia cinética, pois aparece
). Queremos achar
em
. Vamos usar o Teorema Trabalho–Energia.
Passo 2
Segundo o Teorema Trabalho–Energia, o trabalho resultante das forças que atuam desde
até
é igual à variação da energia cinética:
Passo 3
O trabalho da força variável é
Passo 4
O trabalho da força de atrito cinético, que é constante em módulo e sempre oposta ao deslocamento, vale
Passo 5
Somando os trabalhos e igualando à variação de energia cinética, obtemos
Passo 6
Isolando
e calculando numericamente:
Resposta
A velocidade do bloco em
é aproximadamente
.