Enunciado

O irmão bebê de Susan, Paul, com 10   k g de massa, está sentado sobre um colchonete. Susan puxa o colchonete sobre o piso por meio de uma corda inclinada em 30 ° acima do piso. A tensão é constante e igual a 30   N e o coeficiente de atrito cinético vale 0,20 . Use trabalho e energia para determinar a velocidade de Paul após ter sido puxado ao longo de 3,0   m

Passo 1

Vamos desenhar o que está sendo dito no enunciado:

Para calcular o trabalho total que Susan aplica de fato na movimentação do bebe nós teremos que saber quanto vale F R (que é a força que gera o trabalho)

Fazendo a somatória das forças verticais nós temos:

N + 30 s e n   30 = 10 × 9.81 → N = 83.1   N

Com isso a força de atrito será:

F a t = 0.2   N = 16.62   N

Esse passo será importante para determinar a força resultante que puxa o bebe para frente e que será:

F R = 30 cos ⁡ 30 - 16.62 = 9.36   N

E essa força gera um trabalho total em 3   m de:

W = 9.36 ⋅ 3 = 28.08   J

Passo 2

Agora pelo teorema trabalho- energia cinética temos que:

W = Δ K

W = m v f 2 2 - m v 0 2 2

Supondo v 0 = 0 pois o bebe está sentado para ai então Susan começar a puxar então:

v f 2 = 2 ⋅ 28.08 10 → v f = 2.37   m / s

Resposta

2.37   m / s

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