Do alto de um penhasco, uma pedra de massa 200 g é solta a partir do repouso, demorando 6 s para atingir o solo, com uma queda de 180 m. Desprezando qualquer influência do ar e considerando g = 10 m/s, o trabalho realizado pelo peso da pedra em sua queda livre foi de
a) 60 J.
b) 90 J.
c) 120 J.
d) 180 J.
e) 360 J.
a) 60 J.
b) 90 J.
c) 120 J.
d) 180 J.
e) 360 J.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma pedra de 200 gramas que é solta do repouso no alto de um penhasco e demora 6 segundos para chegar ao chão, percorrendo 180 metros. Queremos descobrir o trabalho realizado pelo peso da pedra durante essa queda livre. Para isso, vamos precisar entender conceitos de força peso, trabalho e usar algumas fórmulas básicas da física.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa da pedra de gramas para quilogramas, porque a unidade padrão de massa no SI é o quilograma. Então:
Passo 3
Agora, vamos calcular a força peso da pedra. A força peso ($ F_p $) é dada pela fórmula:
Onde:
- $ m $ é a massa (em kg)
- $ g $ é a aceleração da gravidade (10 m/s², conforme o enunciado)
Substituindo os valores:
Passo 4
Entender o conceito de trabalho é essencial aqui. O trabalho ($ W $) realizado por uma força constante é dado pelo produto da força pela distância na direção da força. A fórmula é:
Onde:
- $ F $ é a força (em N)
- $ d $ é a distância (em metros)
Passo 5
Agora, vamos aplicar essa fórmula para calcular o trabalho realizado pelo peso da pedra durante a queda. Já sabemos que $ F_p = 2 N $ e a distância $ d = 180 m $.
Então:
Resposta
A resposta correta é a letra e) 360 J.