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Enunciado

Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 51b

Jonathan pedala uma bicicleta e chega a um morro de 7,30   m de altura. Na base do morro, ele está a 6,00   m / s . Quando chega ao topo do morro, ele está viajando a 1,00   m / s . Juntos, Jonathan e sua bicicleta têm massa de 85,0   k g . Ignore o atrito no mecanismo da bicicleta e entre seus pneus e a estrada. (a) Qual é o trabalho externo total realizado sobre o sistema formado por Jonathan e a bicicleta entre o tempo em que começa a subir o morro e quando ele chega ao topo? (b) Qual é a variação em energia potencial armazenada no corpo de Jonathan durante esse processo? (c) Quanto trabalho Jonathan realiza sobre os pedais da bicicleta dentro do sistema Jonathan-bicicleta-Terra durante esse processo?

Passo 1

E aiii gente, tudo bem com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Letra a:

O trabalho externo total feito no sistema de Jonathan-bicicleta é:

W = Δ K = 1 2 m v f 2 - 1 2 m v i 2 = 1 2 ( 85.0 k g ) ( 1.00 m / s ) 2 - ( 6.00 m / s ) 2 = - 1490 J

Passo 2

Letra b:

A gravidade funciona no sistema bicicleta-Jonathan, e a energia potencial (química) armazenada no corpo de Jonathan é transformada em energia cinética:

Δ K + Δ U química   = W g Δ U química   = W g - Δ K = - m g h - Δ K Δ U química   = - ( 85.0 k g ) g ( 7.30 m ) - Δ K = - 6080 - 1490 = - 7570 J

Passo 3

Letra c:

Jonathan trabalha de bicicleta (e sua massa). Trate o trabalho dele as como vindo de fora do sistema bicicleta-Jonathan:

Δ K + Δ U g = W j W f = Δ K + m g h = - 1490 J + 6080 J = 4590 J

Resposta

  1. - 1490 J
  2. - 7570 J
  3. 4590 J

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