Lança-se um bloco de baixo para cima, verticalmente, e ele atinge uma altura
retorna ao solo. Sendo
a massa do bloco, o trabalho realizado pelo peso na ida e na volta é:
(A) 0 ;
(B) mgh;
© 2mgh;
(D) -mgh;
(E) 2mgh.
(A) 0 ;
(B) mgh;
© 2mgh;
(D) -mgh;
(E) 2mgh.
Passo 1
Vamos resolver um problema onde um bloco é lançado verticalmente para cima, atinge uma altura
e depois retorna ao chão. O que queremos descobrir é o trabalho realizado pela força peso do bloco durante toda a trajetória (ida e volta). Para isso, vamos usar conceitos de trabalho e energia na física, especificamente relacionados à força gravitacional.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é trabalho na física. Trabalho (
) é definido como a força aplicada sobre um objeto multiplicada pela distância que o objeto se move na direção dessa força:
Aqui,
é a força e
é a distância.
Passo 3
No caso desse problema, a força envolvida é a força peso (
) do bloco, que é igual a:
onde
é a massa do bloco e
é a aceleração da gravidade.
Passo 4
Vamos analisar o trabalho realizado pela força peso durante a subida. Quando o bloco está subindo, a força peso está na direção oposta ao movimento. Portanto, o trabalho realizado pela força peso na subida é negativo:
onde
é a altura máxima atingida.
Passo 5
Agora, vamos considerar o trabalho realizado pela força peso durante a descida. Aqui, a força peso está na mesma direção do movimento, então o trabalho é positivo:
Passo 6
Para encontrar o trabalho total realizado pela força peso durante toda a trajetória (ida e volta), somamos os trabalhos da subida e da descida:
Resposta
O trabalho realizado pela força peso durante toda a trajetória é 0. (A) 0