Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 6.2 - Ex. 20

Uma melancia de 4,80   k g é largada (sem velocidade inicial) da extremidade do telhado de um edifício a uma altura de 18 , 0   m . A resistência do ar é desprezível.

a) Calcule o trabalho realizado pela gravidade sobre a melancia durante seu deslocamento do telhado ao solo.

b) Imediatamente antes de a melancia colidir com o solo, qual é

(i) sua energia cinética; e

(ii) sua velocidade escalar?

(c) Qual das respostas nos itens (a) e (b) seria diferente se a resistência do ar fosse significativa?

Passo 1

  1. O deslocamento d = 25 m foi vertical para baixo e na mesma direção da força peso P , então o ângulo entre eles é 0 ° . O trabalho é:

    2. W = P   . d   . cos ⁡ 0 = m g . d . 1 = m g d

    W = 4,8   . 9,8   . 18 = 846,72   J

    Passo 2

  2. Imediatamente antes de colidir com o solo a melancia ganhou energia do campo gravitacional, por meio do trabalho que acabamos de calcular. Sabemos que a energia cinética se relaciona com a velocidade escalar do objeto, então com isso podemos calcular o que se pede.
    1. A variação da energia cinética é igual ao trabalho total realizado sobre um objeto (teorema trabalho energia, muuuito útil daqui pra frente!), então:

      2. Δ E = W

      Como o único trabalho realizado na melancia foi o da força peso e como no início da queda ela parte do repouso (ou seja, a energia cinética inicial é zero) a energia cinética final vai ser igual ao trabalho:

      E f - E i = 846,72

      E f - 0 = 846,72

      E f = 846,72   J

    2. E daqui já podemos determinar a velocidade:

    E = m v 2 2

    846,72 = 4,8 v 2 2

    v 2 = 2 . 846,72 4,8 = 352,8

    v = 18,78   m / s

    Passo 3

  3. O trabalho da força peso não depende da velocidade do objeto, nem de outra força além da própria força peso e do deslocamento, então esse valor não seria alterado. Mas tanto a energia cinética final quanto a velocidade seriam afetadas. Essas quantidades seriam menores, pois haveria dissipação de energia por conta da resistência do ar e a melancia chegaria com menos energia e consequentemente uma velocidade menor.

Resposta

a ) 846,72   J

b ) i ) E f = 846,72   J

i i ) v = 18,78   m / s

c ) W p e s o   n ã o   é   a l t e r a d o . E c   e   v   s e r i a m   m e n o r e s .

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A única força que age sobre um corpo de 2,0k g enquanto se move no semieixo positivo de um eixo x tem uma componenteF x=- 6 x N , comxemmetros. A velocidade do corpo em x=3,0m é 8 , 0m / s . (a) Qual
Uma mola e um bloco são montados como na Fig. 7-9. Quando o bloco é puxado para o ponto x=+ 4,0c m , devemos aplicar uma força de 360N para mantê-lo nessa posição. Puxamos o bloco para o ponto x=11c m
No arranjo da Fig. 7-9, puxamos gradualmente o bloco de x= 0 até x=+3,0c m , onde fica em repouso. A Fig. 7-34 mostra o trabalho que nossa força realiza sobre o bloco. A escala vertical do gráfico é d
Um disco de hóquei tem uma velocidade inicial no sentido +x sobre uma superfície horizontal de gelo. Esboce qualitativamente o gráfico força versus posição para a força horizontal (constante) necessár
Uma força F x atua sobre uma partícula que tem uma massa de 15 kg. A força está relacionada com a posição x da particula pela fórmula F X = C x 3 , onde C = 0,50 se x está em metros e F x está em newt