Uma caixa de energético com massa de está inicialmente em repouso sobre uma superficie horizontal. A seguir, ela é empurrada em linha reta por uma pessoa que exerce uma força constante de módulo igual a . Use o teorema do trabalho-energia para achar a velocidade final do pacote se o coeficiente de atrito cinético entre o pacote e a superfície é igual a 0,25 .

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma caixa de energético de 5,0 kg parada sobre uma superfície horizontal. Uma pessoa empurra essa caixa com uma força constante de 36,0 N durante 6,0 metros. Queremos descobrir qual vai ser a velocidade final da caixa usando o teorema do trabalho-energia. Para isso, precisamos entender conceitos como trabalho, energia cinética e atrito.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a força de atrito que está agindo contra o movimento da caixa. O atrito cinético é dado por:
Onde:
  • é o coeficiente de atrito cinético (0,25)
  • é a força normal. Como a superfície é horizontal,
    Então:

Passo 3

Agora, vamos calcular o trabalho feito pela força que empurra a caixa. O trabalho ( ) é dado por:
Onde:
  • é a força aplicada (36,0 N)
  • é a distância (6,0 m)
    Então:

Passo 4

Também precisamos calcular o trabalho feito contra o atrito. Usando a mesma fórmula:
Como o atrito age contra o movimento, esse trabalho é negativo.

Passo 5

O trabalho total realizado na caixa é a diferença entre o trabalho aplicado e o trabalho contra o atrito:

Passo 6

Pelo teorema do trabalho-energia, o trabalho total é igual à variação da energia cinética:
Como a caixa começa do repouso ( ):

Passo 7

Agora, vamos resolver para :

Resposta

A velocidade final do pacote é aproximadamente .

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Analise as afirmativas, desprezando os efeitos de resistência do ar, e marque a alternativa INCORRETA:
Escolha uma opçāo:
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