Uma bola de massa
é liberada do repouso no ponto A , que está 5 m acima do fundo de um tanque de óleo. Em um ponto
, que está 2 m acima do fundo do
tanque, a bola tem velocidade de
. O trabalho realizado sobre a bola pela força de atrito do líquido é:
a)
J
b) 15 J
c)
J
d) -9 J
e) 9 J
tanque, a bola tem velocidade de
a)
b) 15 J
c)
d) -9 J
e) 9 J
Passo 1
Vamos entender o que o problema está pedindo. Temos uma bola de massa
que é solta do repouso no ponto A, que está a 5 metros acima do fundo de um tanque de óleo. Quando ela chega no ponto B, que está a 2 metros acima do fundo, ela está se movendo a
. Precisamos descobrir qual foi o trabalho realizado pela força de atrito do líquido sobre a bola.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de energia potencial gravitacional, energia cinética e trabalho da força de atrito. Vamos calcular a energia que a bola tinha no ponto A, a energia que ela tem no ponto B e ver quanto dessa energia foi “gasta” para enfrentar o atrito do óleo.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia potencial gravitacional no ponto A. A energia potencial gravitacional (
) é dada por:
Onde:
-
(massa da bola) -
(aceleração da gravidade) -
(altura)
Substituindo os valores:
Passo 3
No ponto B, a bola está a 2 metros do fundo. Vamos calcular a energia potencial no ponto B:
Passo 4
Agora, vamos calcular a energia cinética da bola no ponto B. A energia cinética (
) é dada por:
Onde:
-
(velocidade da bola no ponto B)
Substituindo os valores:
Passo 5
A energia total no ponto A era apenas potencial (
), já que a bola foi solta do repouso. No ponto B, a energia total é a soma da energia potencial e da energia cinética:
Passo 6
A diferença entre a energia total no ponto A e no ponto B é a energia que foi dissipada pelo atrito:
O sinal negativo indica que o trabalho realizado pela força de atrito é no sentido oposto ao movimento, ou seja, está retirando energia da bola.
Resposta
A resposta correta é a alternativa a)
J.
Exercícios relacionados
Um bloco de massa
desliza sem atrito com velocidade de
sobre uma mesa horizontal até atingir e aderir a uma massa de
presa a uma mola horizontal (
), que, por sua vez, está presa à parede. Em quanto a mola é comprimida antes que as massas cheguem ao repouso?
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Uma partícula se move paralelamente ao eixo x. A força resultante sobre a partícula aumenta com
segundo a fórmula
, na qual a força está em newtons e x em metros. Quanto trabalho essa força realiza sobre a partícula conforme ela se move de
e
?
a) 15 J
b)
c) 30 J
d) 120 J
e) 60 J
a) 15 J
b)
c) 30 J
d) 120 J
e) 60 J
Considere a figura ao lado, onde o bloco suspenso tem peso igual a 100 N . A tensão
é igual, maior ou menor que 100 N quando o bloco se move para cima?
(b) com velocidade crescente? [ ] igual; [ ] maior; [ ] menor
(b) com velocidade crescente? [ ] igual; [ ] maior; [ ] menor
Oito livros, cada um com
de espessura e massa de
, estão sobre uma mesa plana. O trabalho é necessário para empilhá-los um em cima do outro vale, aproximadamente:
a) 0,81 J
b) 14 J
c) 141 J
d) 23 J
e) 230 J
a) 0,81 J
b) 14 J
c) 141 J
d) 23 J
e) 230 J