Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.2 - Ex. 25
Uma carroça muito pequena com massa de move-se em linha reta sobre uma superfície horizontal sem atrito. Ela possui uma velocidade inicial de e, a seguir, é empurrada no mesmo sentido da velocidade inicial por uma força com módulo igual a .
a) Use o teorema do trabalho-energia para calcular a velocidade final da carroça.
b) Calcule a aceleração produzida pela força. Use essa aceleração nas relações cinemáticas do Capítulo para calcular a velocidade final da carroça. Compare esse resultado com o obtido no item (a).
Passo 1
- Pelo teorema trabalho – energia temos:
- Pela segunda lei de Newton temos:
Mas podemos reescrever esse teorema em termos das velocidades inicial e final, da força e do deslocamento:
Agora atenção: podemos escrever assim desse jeito pois a força é constante e atua na direção do deslocamento.
Os dados que o problema nos dá são:
E queremos saber a velocidade final . Então substituindo esses dados ali em cima:
Passo 2
A força aplicada é e a massa é , assim a aceleração:
E usando a equação de Torricceli podemos determinar a velocidade final:
Exatamente a mesma velocidade!