Perto de sua cabana de férias há uma caixa d'água solar (preta) usada para aquecer a água de um chuveiro externo. Por alguns dias, no último verão, a bomba estragou e você teve que, pessoalmente, carregar a água do açude até a caixa, 4,0 m acima. Seu balde tem uma massa de 5,0 kg e comporta 15,0 kg de água, quando cheio. No entanto, o balde tem um furo e, enquanto você o elevava verticalmente com uma rapidez constante , a água escapava com uma taxa constante. Ao atingir o topo, apenas 5,0 kg de água restavam. (a) Escreva uma expressão para a massa do balde mais água, como função da altura acima da superfície do açude. (b) Encontre o trabalho que você realiza sobre o balde para cada 5,0 kg de água despejada no tanque.

Vamos achar essa taxa. O balde+água perde 10 kg quando sobe 4 m:

Joga essa taxa na equação do passo 1:

Letra (b)

Para encontrar o trabalho, a gente precisa usar integral. Vamos integrar a força que a gente faz no balde (que é m(y)g), entre y = 0 m e y = 4 m: