A Fig. 7-18a mostra duas forças horizontais que agem sobre um bloco que está deslizando para a direita sobre um piso sem atrito. A Fig. 7-18 mostra três gráficos da energia cinética
do bloco em função do tempo
. Qual dos gráficos corresponde melhor às trếs seguintes situações: (a)
, (b)
, ©
?
(a)
(b)
FIG. 7-18 Pergunta 4 .
(a)
(b)
FIG. 7-18 Pergunta 4 .
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está perguntando. Temos um bloco que está deslizando para a direita sem atrito, e duas forças horizontais,
e
, atuam sobre ele. A Fig. 7-18 apresenta três gráficos de energia cinética (
) em função do tempo (
). Precisamos identificar qual gráfico corresponde a três situações diferentes das forças: (a)
, (b)
, e ©
. Para resolver isso, vamos usar conceitos de força resultante, aceleração e energia cinética.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a energia cinética é dada pela fórmula:
onde
é a massa do bloco e
é a velocidade. Como o bloco está deslizando sem atrito, a única coisa que vai mudar a energia cinética é a força resultante que atua sobre ele.
Passo 3
A força resultante (
) é a soma das forças atuantes. Dependendo da relação entre
e
, podemos ter:
-
(a)
: As forças se equilibram, então . O bloco mantém a velocidade constante, e a energia cinética não muda com o tempo. O gráfico será uma linha reta horizontal. -
(b)
: A força resultante é positiva, então o bloco acelera para a direita. A velocidade aumenta com o tempo, e, como depende de , a energia cinética aumenta com o tempo. O gráfico será uma linha crescente. -
©
: A força resultante é negativa, então o bloco desacelera. A velocidade diminui com o tempo, e, consequentemente, a energia cinética diminui. O gráfico será uma linha decrescente.
Passo 4
Agora, associando isso aos gráficos da Fig. 7-18:
- (a)
: Gráfico horizontal. - (b)
: Gráfico crescente. - ©
: Gráfico decrescente.
Resposta
Os gráficos que correspondem às situações são:
- (a)
: Gráfico horizontal. - (b)
: Gráfico com energia cinética crescente. - ©
: Gráfico com energia cinética decrescente.
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do disco, a velocidade final
e as orientaçöes dos vetores velocidade correspondentes. Ordene as situaçōes de acordo com o trabalho realizado sobre o disco pela força aplicada, do mais positivo para o mais negativo.
(a)
(b)
©
FIG. Pergunta 2 .
(a)
(b)
©
FIG.
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e
é
; (b) o ângulo é
; ©
e
?
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) em função da posição
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, do mais positivo para o mais negativo.
(a)
(b)
(a)
(b)