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?
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.
Exercícios relacionados
Três vetores são dados por
,
e
. Determine: ©
.
Na figura abaixo, os blocos de massas
e
são liberados a partir da posição indicada. Mostre que a velocidade dos blocos exatamente antes que
colida contra o chão é:
Desprezar a massa e o atrito da polia.
Desprezar a massa e o atrito da polia.
Uma partícula com massa
sofre ação de uma força conservativa e se desloca ao longo de uma trajetória dada por
e
, onde
e
são constantes.
a) Ache os componentes da força que atua sobre a partícula.
b) Ache a energia potencial da partícula em função de e
. Considere
quando
e
.
a) Ache os componentes da força que atua sobre a partícula.
b) Ache a energia potencial da partícula em função de
Na figura abaixo um pequeno bloco de massa
pode deslizar em uma pista sem atrito que forma um loop de raio
.
Quando se larga a bola em repouso na posição mostrada ela oscilará ao longo do arco pontilhado. Qual será a sua velocidade
a) quando alcançar o ponto mais baixo do movimento?
b) quando alcançar o ponto mais elevado depois que o fio encostar no pino?
Quando se larga a bola em repouso na posição mostrada ela oscilará ao longo do arco pontilhado. Qual será a sua velocidade
a) quando alcançar o ponto mais baixo do movimento?
b) quando alcançar o ponto mais elevado depois que o fio encostar no pino?