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
.
Exercícios relacionados
Um corpo de massa
é lançado com velocidade escalar inicial de 3,0 m/s para cima de um plano inclinado de
acima da horizontal. O corpo desloca-se pelo plano até ficar momentaneamente em repouso e, em seguida, retorna no sentido da base do plano. O coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o plano é 0,30 . Considere que a aceleração local da gravidade seja
. Despreze a resistência do ar. Para o movimento de subida do corpo ao longo do plano inclinado, pede-se o trabalho total das forças que atuam sobre o corpo.
Uma pessoa arrasta um caixote de
de massa sobre uma superfície horizontal puxando-o com uma força
constante, de módulo
, como indica a figura. 0 mo vimento do caixote é horizontal e há atrito entre o caixote e o piso. Sabendo que a força de atrito é
e que o deslocamento do caixote foi de
, pedem-se: a) o trabalho da força
; b) o trabalho da força de atrito; c) o trabalho da força normal; d) o trabalho da força peso; e) o trabalho da força resultante.
Um bloco de
é arrastado sobre uma superfície horizontal áspera por uma força de
que faz um ângulo de
acima da horizontal. A distância entre dois pontos da superffcie chamados
e
é
. O bloco passa por
, chegando em
com velocidade
. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é 0,300 . A aceleração local da gravidade é
. a) Determinar o trabalho total das forças que atuam sobre o bloco no seu deslocamento de
até
. b) Determinar a velocidade do bloco no momento em que passa pelo ponto
.
Numa superficie hemisférica lisa, um corpo fica em equilfbrio instável no ponto mais alto,
. Deslocado ligeiramente de
, o corpo desliza sobre a superficie. A aceleração gravitacional é
. Determinar a altura do ponto
em que o corpo abandona a superficie.