Garfield,o gordo gato das Tirinhas de David, J, parte do escorrega com uma velocidade , ao final da sua descida depara-se com uma árvore e, então, assume a velocidade de . A distância entre o escorrega e a árvore é e o Peso do gordo gato é de A força com que Garfield se chocou com a árvore, foi:
OBS: Lembrando as equações: , onde é a força resultante do sistema, é o ângulo entre a força e o deslocamento sofrido e é o deslocamento. , onde é a massa do corpo e é a velocidade do corpo.
(a) na direção contrária ao Garfield.
(b) na direção contrária ao Garfield.
(c) na direção contrária ao Garfield.
(d) na direção contrária ao Garfield.
(e) na direção contrária ao Garfield.
Passo 1
Opa!! Vamos resolver esse probleminha!!
Como podemos relacionar a força com que o Garfield bate na árvore com as velocidades inicial e final do escorregador?
A gente tem a impressão de que quanto mais rápido ele estiver indo, maior será essa força, certo?!
Então, uma forma da gente relacionar o trabalho da força resultante com essa variação de energia cinética é pelo teorema trabalho-energia cinética.
Que diz o seguinte pra gente: O trabalho da força resultante é igual a variação da energia cinética, ou seja:
Como que a gente calcula trabalho? Ele fala pra gente lá no enunciado:
E a variação da energia cinética é:
Então:
Maravilha, vamos analisar o que ele disse no enunciado!
Passo 2
Primeiro, temos que:
Então
Beleza, guarda esse aí.
Ele fala também que:
Então:
A distância percorrida, é , ou seja,
O peso dele é:
Então
Beleza! Então a variação de energia cinética fica:
Já o trabalho da força que fez o gato parar é:
Mas e agora??? Qual é o ângulo entre a força e o deslocamento??
Nada de pânico!
Se a força foi o que fez o gato parar, então ela tá numa direção oposta a distância percorrida, dessa forma, o ângulo é , e . Beleza?
Então:
Voltando para o nosso teorema trabalho energia cinética:
Assim
E como falamos ali em cima, tá na direção contrária ao deslocamento do Garfield.
Resposta
Alternativa (b)