Para calcular os valores solicitados, devemos utilizar nossos conhecimentos sobre a dinâmica das forças e analisar a ação da força de atrito sobre o movimento do corpo.
O trabalho realizado por uma força pode ser calculado a partir da seguinte fórmula:
[tex]\tau = F\cdot d \cdot cos(\theta)[/tex]
Sabemos o módulo da força de atrito:
[tex]F_{at}=60\: N[/tex]
Sabemos o valor do deslocamento do corpo na região com atrito:
[tex]d=5\: m[/tex]
Como a força de atrito é contrária ao sentido do movimento, o valor do ângulo será:
[tex]\theta = 180^o[/tex]
Utilizando a fórmula:
[tex]\tau = 60\cdot 5\cdot cos(180^o)[/tex]
[tex]\tau = 300\cdot (-1)[/tex]
[tex]\boxed{\boxed{\tau = -300\: J}}[/tex]
Na região com atrito, a única força que age sobre o corpo é a força de atrito.
Pela segunda lei de Newton, temos:
[tex]F_{at}=m\cdot a[/tex]
[tex]60=12\cdot a[/tex]
[tex]\boxed{a=5\: m/s^2}[/tex]
A velocidade inicial do corpo era de:
[tex]v=10\: m/s[/tex]
Utilizando a equação de Torricelli:
[tex]V^2=V_0^2+2\cdot a \cdot \Delta S[/tex]
[tex]V^2=10^2-2\cdot 5\cdot 5[/tex]
(A aceleração é negativa pois se opõe à velocidade)
[tex]V^2=100-50[/tex]
[tex]V=\sqrt{50}[/tex]
[tex]\boxed{\boxed{V=5\sqrt{2}\: m/s}}[/tex]
O trabalho foi de -300J e a velocidade final é de 5√2 m/s.
(Segunda alternativa)
Qual a equação de Torricelli?
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Cálculos no MUV:
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