Um saco de farinha de 5,0 kg é elevado verticalmente até uma altura de 15,0 m com uma velocidade constante de 3,5 m/s. a) Qual é o módulo da força necessária? b) Qual é o trabalho realizado por essa força sobre o saco? Em que se transforma esse trabalho?

Letra a)

Passo 1

Opa, bora lá! Queremos saber a força necessária pra levantar um saco de farinha de 5,0   k g a uma altura de 15,0   m a uma velocidade constante de 3,5   m / s .

O módulo de uma força é dado por:

F   =   m a

No entanto, no problema descrito a velocidade a qual se eleva o saco de farinha é constante! Isso significa então que não há aceleração durante o movimento. Mas calma lá!

O corpo é elevado VERTICALMENTE, o que nos implica dizer que existe a ação da gravidade sobre o corpo e que seu peso é igual ao módulo da força aplicada:

F   =   P

Como P   =   m g :

F   =   m g

Tudo bem até aqui? Se sim, agora basta substituir os valores de massa e gravidade:

F   =   ( 5,0 ) ( 9,80 )

F   =   49   N

Passo 2

Agora a letra (b) qual é o trabalho realizado por essa força sobre o saco?!

Sabemos que o trabalho é definido pela multiplicação da força pelo deslocamento:

W   =   F d

Também sabemos que o deslocamento dado na questão é 15,0 m e que a força foi calculada no item anterior. Sendo assim, basta apenas substituir os dados referentes:

W   =   ( 49 ) ( 15,0 )

W   =   735   J

Passo 3

Ah! Mais uma coisa! A questão pergunta em qual tipo de energia esse trabalho é transformado!

Por se tratar de elevar um objeto a uma altura definida, temos a ação da gravidade e da massa do mesmo no movimento então aqui a energia é transformada em energia potencial gravitacional!

Prontinho!

Resposta

Letra a) O módulo da força aplicada é F = 49 N.

Letra b): O trabalho é transformado em energia potencial gravitacional e é equivalente a W = 735 J.

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