Energia e Trabalho II

Um corpo de massa m = 0,1 kg inicialmente parado sobre um plano horizontal sem atrito, fica sujeito a uma força variável com a posição conforme o diagrama dado. Calcular:

a) O trabalho realizado pela força entre as posições 0 e 3m.

Para determinar-se o trabalho realizado por F entre as posições 0 e 3m, deve-se calcular a área de cada figura geométrica apresentada no gráfico.

Área do Retângulo (horizontal): b.h

2.20 = 40J

Área do Retângulo (vertical): b.h

1.40 = 40J

Somatória dos trabalhos realizados:

τ0-3 = 40 + 40

τ0-3 = 80J

b) A energia cinética do corpo ao atingir a posição 3m.
Sabe-se que Energia Cinética é dada pela equação:

Ec =    m.v²   
             2

Substituindo temos:

Ec =    0,1.v²   
             2

Nota-se que há duas incógnitas, portanto adotaremos está equação como (I) e seguiremos para a próxima questão para vermos se nos é possível achar a velocidade e continuar o exercício.

c) A velocidade final (na posição 3m)

Para determinar-se a velocidade do móvel na posição 3m, sabe-se que o trabalho de todas as forças que estão atuando no corpo é igual à variação da energia cinética final menos a inicial.

_Frτ_0-3  = Е_cf - Е_ci

Sabe-se que a energia cinética é nula, pois a velocidade neste instante será 0.

_Frτ_0-3  = Е_cf

_Frτ_0-3  =     m.v²   

                   2

80 =    0,1. v²   

            2

v² = 160/0,1

v² = 1600

v = √1600

v = 40 m/s

Encontramos a velocidade, agora nos é possível continuar o cálculo da questão b, portanto temos:

Ec =    0,1.40²   
             2


Ec =    0,1.1600   
             2


Ec = 160/2


Ec = 80J

Pessoal, se tiverem alguma dúvida ou se não entenderam alguma coisa, é só perguntar nos comentários. Espero que tenham gostado e curtido!