Um objeto de 2,0 kg inicialmente em repouso acelera uniformemente na horizontal até uma velocidade de 10 m/s em 3,0 s. Nesse in
o trabalho realizado sobre o objeto pela força que o acelera?
O A) 100
B) 2003
C)
150 J
O
D) 220 J
210 J

Passo 1

Vamos lá, o problema fala sobre um objeto de 2,0 kg que parte do repouso e acelera de forma constante até atingir uma velocidade de 10 m/s em 3,0 segundos. A gente precisa descobrir o trabalho realizado pela força que fez esse objeto acelerar. Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinemática e de trabalho na física.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar a aceleração do objeto. Sabemos que a aceleração $ a $ pode ser calculada usando a fórmula da cinemática:
a
Onde $ \Delta v $ é a variação da velocidade e $ \Delta t $ é o tempo.

Passo 3

Substituindo os valores dados:
a = 10 m/s - 0 m/s3,0 s = 10 m/s3,0 s approx 3,33 m/s^2
Então, a aceleração do objeto é aproximadamente $ 3,33\ m/s^2 $.

Passo 4

Agora, vamos encontrar a força que está acelerando o objeto. Usamos a segunda lei de Newton:
F = m times a
Onde $ m $ é a massa e $ a $ é a aceleração.

Passo 5

Substituindo os valores:
F = 2,0 kg times 3,33 m/s^2 approx 6,66 N
Então, a força aplicada é aproximadamente $ 6,66\ N $.

Passo 6

Agora, precisamos encontrar o deslocamento $ s $ do objeto durante esses 3 segundos. Podemos usar a fórmula da posição para movimento uniformemente acelerado:
s
Como o objeto parte do repouso, $ v_0 = 0 $.

Passo 7

Substituindo os valores:
s = 0 + 12 times 3,33 m/s^2 times (3,0 s)^2 = 12 times 3,33 times 9 = 14,985 m
Arredondando, o deslocamento é de aproximadamente $ 15,0\ m $.

Passo 8

Finalmente, o trabalho $ W $ realizado pela força é dado por:
W
Substituindo os valores:
W = F times s
Arredondando, o trabalho realizado é de aproximadamente 100 J.

Resposta

A alternativa correta é a A) 100.

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