Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 70
Um professor de física está sentado em sua cadeira, que desliza sobre rolamentos sem atrito, sendo empurrado para cima de um plano inclinado a 30,0° acima da horizontal. A massa total do professor com sua cadeira é igual a 85,0 kg. Ele é empurrado 2,50 m ao longo do plano inclinado por um grupo de alunos que juntos exercem uma força horizontal constante de 600 N. O professor possuía uma velocidade de 2,0 m/s na base da rampa. Use o teorema do trabalho-energia para calcular sua velocidade no topo da rampa.
Passo 1
Oi, pessoal! Tudo joia?
Essa questão é similar a questão da gata Mimi (questão 68). Vamos aplicar a mesma lógica aqui, belê?
Pelo teorema do trabalho-energia cinética teremos que o trabalho de todas as forças atuantes será igual a variação de energia cinética.
Vamos fazer uma representação ilustrativa do problema. Representando o professor com um bloco.
Onde:
E adotando .
Passo 2
Como a energia cinética se transformará em energia potencial elástica, temos:
O trabalho resultante é dado pela soma do trabalho da força normal, força peso e força de atrito. é nulo, pois é perpendicular a trajetória do movimento.
Para calcular a altura fazemos o seno do ângulo da rampa, assim:
Voltando....
Então, é a a velocidade do professor no topo da rampa.