Question

Um corpo, com massa 2kg, é suspenso a partir do solo por uma força vertical F, orientada para cima e com intensidade variável de acordo com a altura h, conforme o gráfico abaixo. Considerando que a aceleração gravitacional é g=10m/s, determine a velocidade do corpo no instante em que a força F se anula.

Answer 1

Antes de qualquer coisa precisamos lembrar que a área abaixo do gráfico força x deslocamento representa o trabalho realizado sobre o corpo, calculando a área e lembrando que é um trapézio temos:

A = (B + b)h/2

A = (5 +3)*41/2

A = 164J

Agora, para calcular o trabalho resultante devemos ter em mente que esse força aponta para cima enquanto o peso para baixo. Calculando o peso:

P = mg = 2*10 = 20N

τ peso = 20*5 = 100J

Trabalho resultante = 164 - 100 = 64J

Agora, lembrando do teorema da energia cinético onde o trabalho é igual à varição da energia cinética, temos:

τ = ΔEc

64 = Ec final - Ec inicial >>> Ec inicial = 0, já que Vinicial = 0.

64 = mV²/2 - 0

64 = 2V²/2

V = $\sqrt{64}$

V = 8 m/s