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um reboque aplica uma força de 6000 N para deslocar um carro or uma reta de 300 metros, levando 2 minutos para completar a tarefa. Sabendo disso, calcule:
a) o trabalho realizado por essa força.
b)a potência aplicada pelo reboque.
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um reboque aplica uma força de 6000 N para deslocar um carro or uma reta de 300 metros, levando 2 minutos para completar a tarefa. Sabendo disso, calcule:
a) o trabalho realizado por essa força.
b)a potência aplicada pelo reboque.
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Passo 1
Vamos entender o problema: um reboque está puxando um carro com uma força de 6000 N em uma trajetória retilínea de 300 metros, levando 2 minutos para concluir essa tarefa. Vamos calcular:
a) O trabalho realizado por essa força.
b) A potência aplicada pelo reboque.
a) O trabalho realizado por essa força.
b) A potência aplicada pelo reboque.
Para resolver isso, vamos usar os conceitos de trabalho e potência da física. O trabalho mede a energia transferida quando uma força move um objeto, e a potência é a taxa com que esse trabalho é realizado.
Passo 2
a) Calculando o trabalho realizado pela força
Primeiro, vamos calcular o trabalho realizado pela força. A fórmula do trabalho ($ W $) é dada por:
onde:
- $ F $ é a força aplicada (6000 N),
- $ d $ é a distância percorrida (300 m),
- $ \theta $ é o ângulo entre a direção da força e a direção do movimento.
No caso, a força está na mesma direção do movimento, então $ \theta = 0 $ graus e $ \cos(0) = 1 $. Assim, a fórmula simplifica para:
Substituindo os valores:
Passo 3
b) Calculando a potência aplicada pelo reboque
Agora, vamos calcular a potência ($ P $) utilizada pelo reboque. A potência é definida como o trabalho realizado por unidade de tempo e é dada por:
onde:
- $ W $ é o trabalho realizado (1,800,000 J),
- $ t $ é o tempo gasto (2 minutos).
Primeiro, precisamos converter o tempo para segundos, já que a unidade padrão de potência é o Watt (J/s):
Agora, substituímos os valores na fórmula da potência:
Resposta
a) O trabalho realizado pela força é de 1 800 000 J.
b) A potência aplicada pelo reboque é de 15 000 W.
b) A potência aplicada pelo reboque é de 15 000 W.