A Fig. 7-21 mostra quatro gráficos (traçados na mesma escala) da componente
de uma força variável (dirigida ao longo de um eixo
) em função da posição
de uma partícula sobre a qual a força atua. Ordene os gráficos de acordo com o trabalho realizado pela força sobre a partícula de
, do mais positivo para o mais negativo.
(a)
(b)
(a)
(b)
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um exercício de física que envolve trabalhar com força variável ao longo de um eixo
. A questão pede para ordenar quatro gráficos diferentes da componente
dessa força em função da posição
, de acordo com o trabalho realizado pela força no intervalo de
até
, do mais positivo para o mais negativo. Para resolver isso, vamos precisar entender o conceito de trabalho realizado por uma força variável.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho em física. O trabalho (
) realizado por uma força variável ao mover uma partícula ao longo de uma trajetória é dado pela integral da força em relação à posição. Matemáticamente, isso é representado por:
Isso significa que o trabalho é igual à área sob o gráfico da força
versus a posição
entre
e
.
Passo 3
Agora, como temos quatro gráficos diferentes de
em função de
, cada gráfico vai ter uma área diferente sob a curva no intervalo de
a
. Essa área representa o trabalho realizado pela força. Se a área for positiva, o trabalho também será positivo; se for negativa, o trabalho será negativo.
Passo 4
Então, para ordenar os gráficos de acordo com o trabalho realizado, precisamos comparar as áreas sob as curvas de cada gráfico:
- Maior área positiva: Trabalho mais positivo.
- Menor área positiva: Trabalho menos positivo.
- Maior área negativa: Trabalho mais negativo.
- Menor área negativa: Trabalho menos negativo.
Passo 5
Sem ver os gráficos específicos, não podemos calcular as áreas exatas, mas a lógica é essa. Você deve olhar para cada gráfico, determinar a área sob a curva entre
e
, e então ordenar essas áreas do maior para o menor, considerando sinais positivos e negativos.
Resposta
Portanto, os gráficos devem ser ordenados do trabalho mais positivo para o mais negativo com base nas áreas sob cada curva correspondente. O gráfico com a maior área positiva representa o trabalho mais positivo, seguido pelos demais em ordem decrescente até o gráfico com a maior área negativa, que representa o trabalho mais negativo.
Exercícios relacionados
O trabalho realizado por uma força constante
sobre uma particula durante um deslocamento retilíneo
é positivo ou negativo se (a) o ângulo entre
e
é
; (b) o ângulo é
; ©
e
?
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 .
A Fig. 7-20a mostra quatro situações nas quais uma força horizontal age sobre um mesmo bloco, que está inicialmente em repouso. Os módulos das forças são
. A componente horizontal
da velocidade do bloco aparece na Fig. 7
para as quatro situações. (a) Que gráfico da Fig. 7-20b melhor corresponde a que força da Fig. 7-20a? (b) Que gráfico da Fig. 720 c (da energia cinética
em função do tempo
) melhor corresponde a que gráfico na Fig. 7-20b?
(a)
(b)
©
FIG. 7-20 Pergunta 6 .
(a)
(b)
©
FIG. 7-20 Pergunta 6 .
Um bloco de massa
inicialmente em repouso é puxado para a direita por uma força horizontal constante com módulo
. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superficie é de 0,150 . Encontre a velocidade escalar do bloco apd́s ele ter se deslocado por
.