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Enunciado

Física - Alonso e Finn - Mecânica- Ed: 2º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 14

Uma força constante de 60 dyn age durante 12 s num corpo cuja massa é de 10 g. O corpo tem uma velocidade inicial de 60 cm/s na mesma direção da força. Calcule: (a) o trabalho realizado pela força, (b) a energia cinética final, (c) a potência desenvolvida e (d) o aumento da energia cinética.

Passo 1

Para começar, precisamos encontrar:

A aceleração → a = F m , assim temos que a = 6 ⋅ 10 - 4 10 - 2 = 6 ⋅ 10 - 2   m / s 2 .

A velocidade final → V f = V o + a ⋅ t → V f = 6 ⋅ 10 - 1 + 6 ⋅ 10 - 2 ⋅ 12 = 1,32   m / s .

O deslocamento → Δ S = V O ⋅ t + a ⋅ t 2 2 → Δ S = 6 ⋅ 10 - 1 ⋅ 12 + 6 ⋅ 10 - 2 ⋅ 12 2 2 = 11,52   m .

A energia cinética inicial → E c o = m ⋅ V 2 2 → E c o = 10 - 2 ⋅ 36 ⋅ 10 - 2   2 = 18 ⋅ 10 - 4 J o u l e s .

Passo 2

Utilizando as informações descobertas no passo anterior, vamos encontrar o trabalho realizado

W = F ⋅ Δ S → 6 ⋅ 10 - 4 ⋅ 11,52 = 6,912 ⋅ 10 - 3   J o u l e s .

Resposta

a. E c f = m ⋅ V 2 2 → 10 - 2 ⋅ 1,7424 2 = 8,712 ⋅ 10 - 3 J o u l e s .

b. P = W t → P = 6,912 ⋅ 10 - 3 12 = 5,76 ⋅ 10 - 4   W a t t s .

c. Δ E c = E c f - E c o → 8,712 ⋅ 10 - 3 - 1,8 ⋅ 10 - 3 = 6,912 ⋅ 1 0 - 3   J o u l e s .

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