Um objeto de massa igual a 10kg movimenta-se com velocidade de 2m/s. 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.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um objeto de 10 kg que está se movendo a 2 m/s. Uma força constante age sobre ele, fazendo com que sua velocidade seja reduzida pela metade, ou seja, ele passa a mover-se a 1 m/s. A gente vai precisar usar os conceitos de energia cinética e trabalho realizado por uma força para resolver esse problema.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia cinética inicial do objeto. A energia cinética (EC) é dada pela fórmula:
Onde:
- $ m $ é a massa do objeto (10 kg)
- $ v $ é a velocidade inicial (2 m/s)
Substituindo os valores:
Então, a energia cinética inicial é de 20 Joules.
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia cinética final do objeto após a redução da velocidade. A nova velocidade é 1 m/s.
Usando a mesma fórmula:
A energia cinética final é de 5 Joules.
Passo 4
O trabalho realizado pela força é a diferença entre a energia cinética inicial e a final. Ou seja:
O valor negativo indica que a força realizou um trabalho contrário ao movimento, ou seja, retirou energia do objeto.
Resposta
O módulo do trabalho realizado pela força é de 15 Joules.