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Enunciado

Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 7.1 - Ex. 11

Você está testando uma nova montanha-russa em um parque de diversões com um carro vazio de massa de 120   k g . Uma parte da trajetória é uma espira vertical com raio de 12,0   m . No ponto inferior da espira (ponto A) o carro tem velocidade escalar de 25,0   m / s , e no topo da espira (ponto B) ele tem velocidade de 8,0   m / s . Enquanto o carro desliza do ponto A para o ponto B, quanto trabalho é realizado pelo atrito?

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? O problema descreve um carrinho que está subindo do ponto A para o ponto B. Conforme, ele ganha altura, ele vai perdendo velocidade.

Temos que:

m = 120   k g

v A = 25,0 m s   → h = 0   m

v B = 8,0   m / s   → h = 12,0 m

Queremos saber o trabalho realizado pelo atrito no movimento entre o ponto A e B .

Para resolver esse problema vamos usar a lei de conservação da energia, lembrando que temos o trabalho realizado pelo atrito. Temos a seguinte situação,

K 1 + U g r a v , 1 + W o u t r a = K 2 + U g r a v , 2

Aqui W o u t r a é o trabalho do atrito! Vamos à resolução!

Passo 2

Substituindo os dados:

1 2 ( 120   k g ) 25   m / s 2 + 0 + W o u t r a = 1 2 ( 120   k g ) ( 8,0 ) 2 + ( 120   k g ) ( 9,8   m / s 2 ) ( 2 ( 12   m ) )

37500   J + 0 + W o u t r a = 3840   J + 28224   J

W o u t r a = - 5400   J

Prontinho!

Resposta

W o u t r a = - 5400   J

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