Question

Atividade 1
Um ciclista desloca-se a 22 km/h em uma ciclovia. Em dado momento, altera a velocidade para 18 km/h. Sendo a massa do conjunto (bicicleta + ciclista) 90 kg, determine a variação de energia cinética sofrida pelo ciclista.

Answer 1

A variação de energia cinética sofrida pelo ciclista é -549 J.

A energia cinética de um corpo de massa m movendo-se com velocidade v pode ser calculada pela equação abaixo:

$E = \frac{mv^{2} }{2}$

No caso do ciclista deslocando-se inicialmente com velocidade de 22 km/h, depois de um tempo sua velocidade é alterada para 18 km/h, a variação de energia cinética sofrida pelo ciclista será igual a diferença entre sua energia cinética final e sua energia cinética inicial:

$E_{f} - E_{i} = \frac{mv_{f}^{2} }{2} - \frac{mv_{i}^{2} }{2}$

onde m = 90 kg é a massa do conjunto (bicicleta + ciclista), a velocidade inicial é 22 km/h = 6,1 m/s  e a velocidade final é 18 km/h = 5,0 m/s, onde os valores da velocidade em km/h foram divididos por 3,6 para obtermos a velocidade correspondente em m/s. Substituindo os valores:

$E_{f} - E_{i} = \frac{90.5^{2} }{2} - \frac{90.6,1^{2} }{2}$

$E_{f} - E_{i} = 1125 - 1674 = -549 J$

O valor negativo da energia cinética indica que houve uma diminuição na energia cinética após a diminuição da velocidade, o que é coerente.