Imagine um organismo multicelular de massa corporal de
que se desloca em um ambiente aquático. Ele realiza trabalho para acelerar de
para
ao longo de uma distância de 1,4 metro.
Qual é o valor do trabalho realizado pelo organismo para atingir essa velocidade?
Qual é o valor do trabalho realizado pelo organismo para atingir essa velocidade?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que envolve trabalho e energia. A gente tem um organismo que está se movendo na água e precisa acelerar de uma velocidade menor para uma maior ao longo de uma certa distância. Para resolver isso, vamos usar conceitos de trabalho realizado e energia cinética.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho na física. Trabalho (
) é a quantidade de energia transferida por uma força que atua sobre um objeto enquanto ele se desloca. A fórmula básica para o trabalho é:
onde
é a força aplicada e
é a distância.
Passo 3
No entanto, para esse problema, é mais fácil usar o teorema do trabalho e da energia, que nos diz que o trabalho realizado sobre um objeto é igual à variação da sua energia cinética (
):
Aqui,
é a massa do objeto,
é a velocidade inicial e
é a velocidade final.
Passo 4
Vamos calcular a energia cinética inicial e final:
- Energia Cinética Inicial (
):
- Energia Cinética Final (
):
Passo 5
Agora, vamos encontrar a variação da energia cinética:
Resposta
O trabalho realizado pelo organismo para atingir a velocidade desejada é de
.