Ao chegar em casa, você nota que o elevador está quebrado e que, por isso, terá de levar as compras pelas escadas.
a) [3,0 pontos] Qual é o trabalho que suas pernas precisam realizar para elevar você e suas compras até o 5° andar a, aproximadamente, 15m acima do nível do andar térreo? Considere que sua massa é de 80 kg e as compras totalizam 10 kg e que, por simplicidade, você consiga subir com velocidade constante.
b) [3,0 pontos] Qual é o trabalho realizado pela força da gravidade nesse mesmo processo? Considere, por simplicidade, que a aceleração da gravidade é de 10m/s2.
Questão 2 [4,0 pontos] Imagine a colisão frontal perfeitamente inelástica entre um automóvel e um caminhão, ambos deslocando-se à velocidade de 8m/s (em sentidos opostos). Sabendo que as massas do automóvel e do caminhão são de 800 kg e 4000 kg, respectivamente, incluindo a massa dos motoristas (80 kg), e que a colisão dura 120 ms, qual é a intensidade da força média exercida pelo cinto de segurança sobre o motorista do automóvel?
Dica: numa colisão totalmente inelástica, os dois corpos movem-se conjuntamente, como se fossem um só.
Respostas
Olá! Espero ajudar!
O trabalho realizado por uma força é diretamente proporcional a intensidade dessa força e ao deslocamento por ela provocado.
T = F·d
Onde,
F = força em newtons
d = deslocamento em metros
T = trabalho em joules
Assim, o trabalho exercido pelas pernas para erguer o peso total pode ser calculado da seguinte forma -
T = P(total) ·h
onde,
P(total) = m(total) ·g = (80 + 10)·10 = 900 N
h = altura = 15 metros
T = 900 ·15
T = 13500 Joules
2)
Sabemos que o impulso de uma força equivale a -
I = F·Δt
Sabemos também que o impulso também equivale à variação da quantidade de movimento sofrida pelo corpo -
I = F·Δt = ΔQ
Em um choque totalmente inelástico , a quantidade de movimento total inicial será igual a quantidade de movimento final -
Qi = Qf
m1V1 - m2V2 = (m1 + m2)Vf
4000(8) - 800(8) = 4800Vf
Vf = 5,34 m/s
I = 80(5,34) - 80(8)
I = 427,2 - 640
I = 212,8
I = F·0,12
212,8= F·0,12
F = 1773,33 N