Um halterofilista ergue uma anilha de 10,0 kg verticalmente até uma altura de 1,5 m com uma velocidade constante de .
a) Qual é o módulo da força necessária?
b) Qual é o trabalho realizado pelo halterofilista sobre a anilha? Em que se transforma esse trabalho?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um halterofilista que levanta uma anilha de 10,0 kg até uma altura de 1,5 metros com uma velocidade constante de 1,5 m/s. Vamos usar conceitos de Força e Trabalho da física para resolver as questões. Precisaremos lembrar da Segunda Lei de Newton para encontrar a força necessária e da fórmula de Trabalho para calcular o trabalho realizado.

Passo 2

Parte a) Qual é o módulo da força necessária?
Quando um objeto está se movendo com velocidade constante, significa que a aceleração é zero. De acordo com a Segunda Lei de Newton, a força resultante sobre o objeto é igual à massa multiplicada pela aceleração (F = m·a). Como a aceleração é zero, a força que o halterofilista precisa aplicar é igual ao peso da anilha para equilibrar a gravidade.
Peso (Força da gravidade) = massa × aceleração da gravidade
A aceleração da gravidade (g) é aproximadamente 9,8 m/s².
Então, F = m × g = 10,0 kg × 9,8 m/s² = 98 N.

Passo 3

Parte b) Qual é o trabalho realizado pelo halterofilista sobre a anilha? Em que se transforma esse trabalho?
Trabalho (W) é definido como a força aplicada multiplicada pela distância na direção da força. A fórmula é:
Onde:
  • (força que calculamos na parte a)
  • (altura que a anilha foi levantada)
Então,
O trabalho realizado pelo halterofilista transforma-se em energia potencial gravitacional da anilha, aumentando a energia armazenada devido à sua posição elevada.

Resposta

a) O módulo da força necessária é de 98 N.
b) O trabalho realizado pelo halterofilista sobre a anilha é de 147 J, que se transforma em energia potencial gravitacional da anilha.

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