Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 11.Exercícios e Problemas - Ex. 29
Um cabo com 20,0 N de tensão puxa diretamente para cima um bloco de 1,02 kg que estava inicialmente em repouso. Quanto vale a velocidade do bloco depois de ele ter sido erguido em 2,00 m? Resolva o problema usando trabalho e energia.
Passo 1
Veja o esquema a seguir.
Onde . Como a caixa sobe.
Foi pedido para a gente calcular a velocidade da caixa depois dela ter sido puxada 2,00 m para cima. Podemos fazer isso usando o conceito de trabalho e energia. Como sabemos, o trabalho da força resultante é igual à variação da energia cinética do corpo. Assim,
onde é a velocidade inicial e é a velocidade inicial. Portanto,
Assim, se formos capazes de calcular o trabalho da força resultante, seremos capazes de calcular a velocidade final.
Passo 2
A força resultante atuando sobre a caixa será:
Lembrando que para o caso onde a força aponta para a mesma direção do deslocamento, temos . Assim,
Passo 3
Portanto, temos
Resposta
A velocidade será de 6,26 m/s.