Um caixote, de massa 5 kg, está sendo empurrado ao longo de uma rampa inclinada de 30°. Para tanto, uma força de 25 N, paralela ao plano (veja a figura), é aplicada ao caixote.
O caixote desloca-se com velocidade constante de 2 m/s durante um intervalo de tempo de 10 s.
Sendo desprezível o atrito entre o caixote e a rampa, considere as seguintes afirmações:
I – O trabalho realizado pela força F é igual a 500 J.
II – A variação de energia cinética do corpo é igual a 250 J.
III – A variação de energia potencial gravitacional do corpo é igual a - 490 J.
Assinale a alternativa correta.
Alternativas:
a) Apenas a afirmação I está correta.
b) Apenas a afirmação II está correta.
c) Apenas a afirmação III está correta.
d) Apenas as afirmações I e III estão corretas.
e) Apenas as afirmações II e III estão corretas.
Respostas
Podemos dizer então que a alternativa correta é a alternativa a) apenas a afirmação I está correta / I – O trabalho realizado pela força F é igual a 500J.
Vamos aos dados/resoluções:
Se o atrito é desprezível, as forças que atuam sobre o caixote são o peso, a normal e a força F aplicada.
Calculando o deslocamento do caixote -
V = ΔS/Δt
2 = ΔS/10
ΔS = 20 metros
Sabemos que a força aplicada é paralela ao deslocamento, por isso podemos calcular o trabalho realizado por essa força por meio da seguinte equação, logo:
T = F. ΔS
T = 25. 20
T = 500 Joules
Então se o caixote está sendo empurrado com velocidade constante, a energia cinética do mesmo será também constante. E para calcular a altura que o caixote adquiriu após subir o plano inclinado, utilizaremos as propriedades trigonométricas do triângulo retângulo.
Sen 30° = h/20
h = 20. 1/2
h = 10 metros
Finalizando então, calcularemos a variação da energia potencial gravitacional, então:
ΔEpg = mgΔh
ΔEpg = 5. 10. 10
ΔEpg = 500 Joules
espero ter ajudado nos estudos, bom dia :)