Um objeto de massa igual a 10 kg movimenta-se com velocidade de
. Por causa da ação de uma força constante, esse objeto tem a sua velocidade reduzida pela metade. Determine o módulo do trabalho realizado por essa força.
a) 10 J
b) 15 J
c) 20 J
d) 25 J
e) 30 J
a) 10 J
b) 15 J
c) 20 J
d) 25 J
e) 30 J
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala de um objeto com massa de 10 kg que está se movendo a 2 m/s. Uma força constante age sobre ele e reduz sua velocidade pela metade. Nosso objetivo aqui é descobrir quanto trabalho essa força realizou. Para resolver isso, vamos usar conceitos de energia cinética e trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia cinética inicial desse objeto. Energia cinética é a energia que um objeto tem devido ao seu movimento e é calculada pela fórmula:
onde
é a massa e
é a velocidade.
Passo 3
Substituindo os valores do objeto:
Então, a energia cinética inicial é de 20 Joules.
Passo 4
Como a velocidade foi reduzida pela metade, a velocidade final é
. Vamos calcular a energia cinética final:
A energia cinética final é de 5 Joules.
Passo 5
O trabalho realizado pela força é a mudança na energia cinética:
O sinal negativo indica que a força está fazendo um trabalho contrário ao movimento. Mas como queremos o módulo do trabalho, desconsideramos o sinal:
Resposta
A resposta correta é a letra b) 15 J.