Um automóvel de massa
parte do repouso e , depois de
, está com velocidade de
. Pede-se: a) o trabalho realizado pela força resultante nesse intervalo; b) a potência média correspondente.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está dizendo. Temos um carro com massa de
que parte do repouso e, após 10 segundos, atinge uma velocidade de 90 km/h. A matéria envolvida aqui é a dinâmica, especificamente o trabalho e a potência relacionados ao movimento de um objeto. Para resolver, vamos precisar das fórmulas de trabalho (
) e potência (
), além de converter a velocidade de km/h para m/s.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade de 90 km/h para metros por segundo (m/s), porque as unidades do Sistema Internacional usam metros e segundos. Sabemos que:
Então:
Passo 3
Agora, vamos calcular a velocidade final do carro em m/s, que já fizemos e é aproximadamente
.
Passo 4
Para encontrar o trabalho realizado pela força resultante, usamos a fórmula do trabalho:
Como o carro parte do repouso, a velocidade inicial (
) é 0. Então:
Passo 5
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, para encontrar a potência média, usamos a fórmula:
onde
é o trabalho realizado e
é o tempo.
Passo 7
Substituindo os valores que já temos:
Convertendo para quilowatts (kW):
Resposta
a) O trabalho realizado pela força resultante é de
.
b) A potência média correspondente é de
ou
.