Uma força
age sobre um objeto de 2,00 kg que se move de uma posição inicial
para uma posição final
em
. Determine (a) o trabalho realizado pela força sobre o objeto no intervalo de 4,00 s e (b) a potência média desenvolvida pela força neste intervalo.
Respostas: (a)
; (b)
Respostas: (a)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de física juntos! A questão fala sobre uma força agindo em um objeto que se move de uma posição inicial para uma final em um certo tempo. Vamos precisar entender de trabalho (work) e potência (power), que são conceitos da mecânica clássica. Para isso, vamos usar as fórmulas de trabalho e potência, além de vetores para calcular as deslocações.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os vetores envolvidos:
- Força:
- Posição inicial:
- Posição final:
- Tempo:
Passo 3
Para encontrar o trabalho realizado pela força, vamos precisar do produto escalar entre a força
e o deslocamento
. Primeiro, precisamos calcular o deslocamento
.
Deslocamento é a diferença entre a posição final e a posição inicial:
Passo 4
Calculando componente por componente:
Passo 5
Agora, para calcular o trabalho
, usamos a fórmula:
Onde:
Passo 6
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 7
Agora, vamos calcular a potência média
. A potência média é o trabalho realizado dividido pelo tempo durante o qual o trabalho foi feito:
Onde:
Passo 8
Substituindo os valores na fórmula de potência:
Resposta
(a) O trabalho realizado pela força é
;
(b) A potência média desenvolvida é .
(b) A potência média desenvolvida é
Exercícios relacionados
Um caixote de 68 kg é arrastado sobre um piso, puxado por uma corda inclinada
acima da horizontal.
(a) Se o coeficiente de atrito estático é 0,50 , qual é o valor mínimo do módulo da força para que o caixote comece a se mover? (b) Se , qual é o módulo da aceleração inicial do caixote?
Respostas: (a) ; (b)
(a) Se o coeficiente de atrito estático é 0,50 , qual é o valor mínimo do módulo da força para que o caixote comece a se mover? (b) Se
Respostas: (a)
Utilizando o método dos mínimos quadrados (MMQ) determine of valor da constante gravitacional,
.
i. Construa um gráfico em papel milimetrado de em função da variável que ele dependa linearmente. (DICA: Considere que o eixo de
é multiplicado por
.) (1,0p)
ii. Calcule o coeficiente angular, , da melhor reta pelo MMQ (considere que o coeficiente linear é nulo, i.e.
), e, finalmente, trace a reta do MMQ.
iii. Determine o valor de a partir do valor de
Se necessário, utilize o resultado:
i. Construa um gráfico em papel milimetrado de
ii. Calcule o coeficiente angular,
iii. Determine o valor de
Se necessário, utilize o resultado:
iv. Determine a incerteza de
a partir das incertezas de
, e de outras variáveis relevantes (desconsidere a incerteza de qualquer ângulo que apareça na expressão). (DICA: Verifique qual das incertezas é mais relevante para o cálculo.) (0,5p)
[1]
[1]
Note que m , s e kg são unidades de metro, segundo e quilograma, respectivamente. ↩︎
A capacitância de uma determinada gotícula de nuvem é cerca de
. b) Determine a capacitância de uma gota de chuva formada a partir de
gotículas de nuvem.
Um próton se move em uma região onde existe um campo magnético uniforme dado por
. Num dado instante o próton possui uma velocidade dada por
. a) Determine (vetorialmente), a força magnética que age sobre o próton.