Question

Um corpo de massa m = 2,0kg é deixado cair de uma altura h = 15m. A velocidade escalar
desse corpo, ao chegar ao solo, é 15m/s. Calcule adotando g = 10m.s-², o trabalho do peso
do corpo e o trabalho da força de resistência do ar, que correspondem respectivamente a
alternativa:

3x 10² J e-75 J

3 x 10 J e 60 J

2 x 10² J e -75 J

3 x 102 J e -80 J

N.da​

Answer 1

Resposta:

3.10² J e -75 J

Explicação:

Trabalho da força peso:

Wp=m.g.h

Wp=2.10.15

Wp=300 J ou 3.10² J

Já que o deslocamento e a força apontam para a mesma direção, o trabalho do peso será positivo.

Força de arrasto (para o ar utilizamos a velocidade ao quadrado):

F=KV²

Lembrando da equação de Torricelli podemos descobrir a aceleração do corpo e lembrando que a velocidade do corpo ao chegar ao solo era 15m/s temos:

V²=Vo²+2a.ΔS

225=0+2a.15

225=30a

a=7,5

Para o proximo passo temos que descobrir a constante K para calcular a força de arrasto, e para isso podemos utilizar uma fórmula simples:

a=g-Kv²/m

7,5=10-K.15²/2

K.15²/2=2,5

K.15²=5

225K=5 (Esse é o módulo da força de arrasto)

Agora para descobrimos o trabalho multiplicamos essa força pelo deslocamento e depois pelo cosseno do angulo entre a força e o deslocamento, como esse ângulo é de 180°, o trabalho da força de arrasto será negativo:

Wf= -5.15

Wf= -75 J