Uma força F é aplicada ao longo de 30   m , essa força é variável. Podemos ver na figura abaixo a força ao longo dessa distância. Sabendo que o trabalho total é 125   J determine o valor de a indicado no gráfico.

Passo 1

Para achar o trabalho vamos calcular a área do gráfico.

Podemos separar essa área em 4 partes para facilitar nossas contas

A 1 = W 0 → 5

A 2 = W 5 → 15

A 3 = W 15 → 25

A 4 = W 25 → 30

Passo 2

A área 1 é um trapézio, onde a base maior é 3 a / 2 a base menor é a / 2 e a altura é 5 .

Vamos ter

A 1 = 3 a 2 + a 2 5 2 = 5 a

Passo 3

A área 2 é um retângulo de lados 3 a 2 e 10 . Então:

A 2 = 3 a 2 ⋅ 10 = 15 a

Passo 4

A área 3 é um triangulo, onde a base é 3 a / 2 e a altura é 10 .

Vamos ter

A 3 = 3 a 2 ⋅ 10 2 = 15 a 2

Passo 5

A área 4 é um triangulo, onde a base é a e a altura é 5.

Vamos ter

A 4 = 5 ⋅ a 2 = 5 a 2

Passo 6

A área total via ser

A = A 1 + A 2 + A 3 + A 4

A = 5 a + 15 a + 15 a 2 + 5 a 2 = 30 a

Como essa área é o trabalho total

30 a = 125

a = 25 6

Resposta

a = 25 6

Exercícios Resolvidos de Trabalho de uma Força Variável

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