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

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.

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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
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
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