Me ajudem urgente
Uma pessoa levanta um gato de 3 kg do chão e coloca em cima de uma geladeira, a 1,5 m de altura. Utilize g = 10 m/s². a) Qual o trabalho da força peso sobre o gato na subida? b) Qual a energia potencial gravitacional adquirida pelo gato? c) Se o gato saltar, qual será a sua energia cinética ao chegar ao chão? d) Qual a velocidade do gato ao chegar ao chão? e) Qual a energia dissipada pelas patas do gato, sabendo que ele chega ao chão e para completamente? f) Quais as possíveis transformações de energia em todo o processo? g) Uma bicicleta (B) arrasta a geladeira (G) com uma corda. Faça um desenho mais simples possível da situação com todas as forças envolvidas e os diagramas de forças da bicicleta e da geladeira.
Soluções para a tarefa
O trabalho da força peso na subida é de -45J. O gato adquiriu 45J de energia potencial. No chão ele terá 45J de energia cinética, com uma velocidade de 5,48 m/s. E ele dissipará 45J.
1 - a) Se o gato foi elevado então ele realizou um deslocamento oposto à força gravitacional. Sendo assim, o trabalho da força peso será negativo e podemos calculá-lo por:
τ = -Ph = -mgh = -3*10*1,5 = -45 J
b) A energia potencial gravitacional do gato, em cima da geladeira, será:
Ep = mgh = 3*10*1,5 = 45 J
c) Pelo principio da conservação da energia mecânica, toda a energia potencial gravitacional do gato, quando em cima da geladeira, será transformada em energia cinética, até que ele chegue ao solo, logo:
Ec = Ep = 45 J
d) Para calcular a velocidade podemos aplicar a fórmula da energia cinética:
Ec = mv²/2
45 = 3v²/2
v² = 45*2/3 = 30
v = √30 = 5,48 m/s
e) Ele dissipará toda a energia cinética adquirida, ou seja, 45 J.
f) Ocorre transformação de energia cinética em energia potencial gravitacional e vice-versa.
2 - Anexei uma figura contendo todos os diagramas solicitados no final desta resolução.
Teremos uma força de tração na corda, igual para os dois objetos (representada por T).
Além disso, como ambos estão no chão, então também serão afetados pela força de atrito (Fat).
E também possuem peso, logo terão tanto força peso (P) quanto força normal (N) pelo contato com o solo.
E, por fim, a bicicleta está arrastando a geladeira, logo a força resultante (Fr) estará sob ela.
Consideramos aqui a corda ideal e inelástica.
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