Enunciado

Uma partícula de 500 g que se move ao longo do eixo x experimenta a força representada na FIGURA EX11.17. Ela passa de vx = 2,0 m/s em x = 0 m para vx = 6,0 m/s em x = 2 m. Determine Fmax.

Passo 1

Foi dado o gráfico de F × x . Vamos lembrar da seguinte propriedade de um gráfico desse tipo: a área sob o gráfico da força versus a distância é igual ao trabalho realizado por essa força. Assim, se conseguirmos calcular a área do gráfico dado, teremos calculado o trabalho realizado pela força.

Há também um outro teorema importantíssimo na física: é o teorema da energia cinética. Tal teorema nos conta que: o trabalho realizado pela força resultante é igual à variação da energia cinética de uma partícula. Em termos matemáticos:

W = Δ E K W = E f - E i W = 1 2 m v f 2 - 1 2 m v i 2 W = m 2 v f 2 - v i 2

Passo 2

Como vimos o trabalho realizado pela força F pode ser calculado a partir da área do gráfico F × x . Veja:

W = a r e a   d o   t r i â n g u l o W = b a s e × a l t u r a 2 W = 2 F m á x 2 W = F m á x

Passo 3

Agora que já calculamos o trabalho, poderemos aplicar o teorema da energia cinética (a massa da partícula é 500, ou seja, 0,5 kg)

W = m 2 v f 2 - v i 2 F m á x = 0,5 2 6,0 2 - 2,0 2 F m á x = 8,0   N

Resposta

8,0 N.

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Considere os blocos do Exercício 6.7 , que se movem 75,0c m . Calcule o trabalho total realizado sobre cada bloco a) caso não haja atrito entre a mesa e o bloco de 20,0N e b) supondoμ s = 0,500 e μ c
A Figura abaixo mostra como a força exercida pelo fio de um arco varia em função da distância em que a flecha é puxada para trás (o comprimento de deformação). Suponha que a mesma força seja fornecida
Uma partícula de massa m= 1Kg, lançada sobre um trilho retilíneo com velocidade 3 m/s, está sujeita a uma força F(x) = -a -bx, onde a= 4N, b = 1 N/m e x é o deslocamento, em m, a partir da posição ini
No Exemplo 1 da Seç. 5.3, considere a situação em que |F| tem o valor mínimo necessário para manter o bloco desliando sobre o plano horizontal com velocidade constante. Para um deslocamentol do bloco,
Uma partícula se move no plano xy sob a ação da força F 1 = 10 ( yi ^ - xj ^ ) , onde | F 1 | é medido em N, e x e y em m. a) Calcule o trabalho realizado por F 1 ao longo do quadrado indicado na figu