Questão discursiva – UFTPR – Campo Mourão – Física 1 – Lista de exercícios VII – questão 2b
Um trenó é rebocado por uma pessoa sobre um campo gelado. A pessoa puxa o trenó (massa total de ) com uma força de , fazendo um anglo de com a horizontal. Determine:
- A velocidade do trenó depois de cobrir cinco metros. Admita que o trenó parte do repouso e que o atrito é desprezível.
Passo 1
Faaaaaala, galera... Tranquileba?? Mogli na área 😊. Bora responder Aí essa questão?
A questão nos dá uma situação, onde é mais ou menos assim:
E a partir dessa situação, ele nos pede algumas coisinhas. Quais são? Bom nós temos uma força sobre um caminho, então pode ser obtido o trabalho da força nesse caminho. Mas como que é o trabalho? O trabalho é a integral da força multiplicada escalarmente pelo infinitesimal do caminho da qual ela atua
Seria assim:
Mas fique tranquilo que já foi calculado no item a, e achamos .
Além disso, se um trabalho é realizado por uma força conservativa (conservativa por quê? Porque não há forças que a dissipem, como mesmo dito não há atrito), então esse trabalho também se conserva. E o que é um trabalho conservativo? É energia!! E uma vez que temos uma energia conservativa, podemos trabalhar com ela um pouco e por exemplo achar a velocidade que ela percorreu nesse caminho enquanto conservava a energia. Como podemos por exemplo achar a velocidade? Então nesse caso é a energia cinética, que é:
Então temos tudo que precisamos.
Temos a faca e o queijo na mão, bora lanchar?
Bora pro próximo passo?!
Passo 2
Obrigado por vir.
Então temos que:
Pede-se , logo:
Por que a positiva? Porque adotamos o sentido que a força puxa como positiva, logo a velocidade está no mesmo sentido que bloco é puxado, né? Então nesse caso é positivo.
Agora vamos substituir os valores?
Passo 3
Substituindo e , temos:
Concluímos que:
Por aqui já acabamos. Mas podemos ainda deixar isso mais bonito. Você também não acha a velocidade dada pela massa uma coisa estranha?
Passo 4
Bom, temos:
Mas no começo demos
Então pegando somente as grandezas:
Dessa forma:
Agora sim, temos uma velocidade dada em termos da distância e do tempo. portanto
E acabamos por aqui. Obrigado por ter vindo até aqui junto comigo, carinha. Até a próxima.