Um corpo de 2 kg está inicialmente em repouso. Aplica-se durante 10 s uma força de 10 N sobre este corpo. Calcule:
a) a energia cinética adquirida pelo corpo;
a) a energia cinética adquirida pelo corpo;
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de física! A gente vai trabalhar com conceitos de dinâmica, que estuda o movimento das coisas quando parecem se mexer ou pará. Aqui, temos um corpo de 2 kg que está parado e recebe uma força de 10 N durante 10 segundos. Precisamos descobrir quanta energia cinética esse corpo ganha no final.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que força está relacionada com a massa e a aceleração do corpo através da fórmula:
Onde:
-
é a força aplicada (10 N) -
é a massa do corpo (2 kg) -
é a aceleração que queremos descobrir
Passo 3
Vamos isolar a aceleração na fórmula:
Então, a aceleração do corpo é de 5 metros por segundo ao quadrado.
Passo 4
Agora, para encontrar a velocidade final
do corpo após os 10 segundos, usamos a fórmula da aceleração:
Onde:
-
é a velocidade inicial (0 m/s, já que o corpo está em repouso) -
é a aceleração (5 m/s²) -
é o tempo (10 s)
Substituindo os valores:
Então, a velocidade final do corpo é de 50 metros por segundo.
Passo 5
Por fim, vamos calcular a energia cinética
adquirida pelo corpo usando a fórmula:
Onde:
-
é a massa (2 kg) -
é a velocidade final (50 m/s)
Substituindo os valores:
A energia cinética adquirida pelo corpo é de 2500 Joules.
Resposta
A energia cinética adquirida pelo corpo é de 2500 J.