Um corpo de 20 kg, inicialmente em repouso sobre uma
mesa horizontal perfeitamente lisa, é submetido à ação
de uma força horizontal constante. Sabendo que depois
de 5 s a velocidade do corpo é igual a 15 m/s, determine:
a) o valor da força aplicada;
b) o trabalho realizado sobre o corpo.
Soluções para a tarefa
Resposta:
Explicação:
Olá,
Primeiramente vou fazer algumas considerações :
Se o corpo estava em repouso a sua velocidade inicial é zero
Se sob esse corpo age uma força CONSTANTE ela acaba produzindo nele uma aceleração CONSTANTE (que é o requisito básico para cairmos em um MUV)
O trabalho de uma força CONSTANTE pode ser calculado através da fórmula :
T = F.d.cosseno (Como a força é paralela ao deslocamento (ambos são na horizontal) o angulo entre eles é de zero graus, e o cosseno de zero é um. Logo a fórmula fica :
T = F.d
a) Para acharmos a força vamos usar a 2 Lei de Newton :
Fr = m.a (Mas antes disso precisamos saber a aceleração do corpo, como ela é constante nós podemos usar qualquer uma das equações do MUV :
V = Vo +a.t
15 = 0 + a.5
a = 15/5 = 3 m/s²
Agora é só voltar na fórmula anterior e jogar os dados :
Fr = m.a
Fr = 20.3 = 60 N
b) Para calcularmos o trabalho :
T = F.d (Porém nós precisamos saber o deslocamento, novamente vou recorrer as equações do MUV :
V² = Vo² + 2ad
15² = 0² + 2.3.d
225 = 6d
d = 37,5 m
Agora é só substituir os valorees :
T = F.d = 60.37,5 = 2250 J