Determine o trabalho realizado pelo motor de um carro de massa 1400 kg para alcançar a velocidade de
partindo do repouso.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o trabalho que o motor de um carro faz para levar o veículo, que pesa 1400 kg, do repouso até atingir uma velocidade de 54 km/h. Vamos usar conceitos de Física, mais especificamente de Mecânica, e para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre energia cinética e como ela se relaciona com o trabalho realizado.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade de 54 km/h para metros por segundo, porque as unidades padrão do Sistema Internacional (SI) usam metros e segundos. A fórmula para converter é:
Então,
Passo 3
Agora que temos a velocidade em metros por segundo, vamos calcular a energia cinética do carro quando ele atinge essa velocidade. A energia cinética (
) é dada por:
Onde:
-
é a massa do carro (1400 kg) -
é a velocidade (15 m/s)
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Primeiro, vamos calcular
:
Então,
Passo 5
Agora, multiplicando os valores:
Passo 6
O trabalho realizado pelo motor para acelerar o carro do repouso até 54 km/h é igual à energia cinética adquirida pelo carro. Portanto, o trabalho realizado é de 157.500 joules.
Resposta
O trabalho realizado pelo motor é de 157.500 J.