Ed
há 11 meses
Para resolver essa questão, vamos calcular a perda de energia mecânica do bloco enquanto desce o plano inclinado. 1. Cálculo da energia potencial inicial (Epi): A energia potencial inicial é dada por: \[ Epi = m \cdot g \cdot h \] onde: - \( m = 40 \, \text{kg} \) - \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) - \( h = 4 \, \text{m} \) (altura do triângulo) \[ Epi = 40 \cdot 10 \cdot 4 = 1600 \, \text{J} \] 2. Cálculo da força de atrito (Fat): A força de atrito é dada por: \[ Fat = \mu \cdot N \] onde \( \mu = 0,6 \) e \( N \) (força normal) é calculada como: \[ N = m \cdot g \cdot \cos(\theta) \] Para encontrar \( \cos(\theta) \), usamos o triângulo: \[ \cos(\theta) = \frac{\text{adjacente}}{\text{hipotenusa}} = \frac{3}{5} \] Portanto: \[ N = 40 \cdot 10 \cdot \frac{3}{5} = 240 \, \text{N} \] Agora, calculando a força de atrito: \[ Fat = 0,6 \cdot 240 = 144 \, \text{N} \] 3. Cálculo do trabalho realizado pela força de atrito (W): O trabalho realizado pela força de atrito é dado por: \[ W = Fat \cdot d \] onde \( d \) é a distância ao longo do plano inclinado (hipotenusa): \[ d = 5 \, \text{m} \] Portanto: \[ W = 144 \cdot 5 = 720 \, \text{J} \] 4. Cálculo da energia mecânica final (Epf): A energia mecânica final é a energia potencial inicial menos o trabalho da força de atrito: \[ Epf = Epi - W = 1600 - 720 = 880 \, \text{J} \] 5. Cálculo da perda de energia mecânica: A perda de energia mecânica é: \[ \Delta E = Epi - Epf = 1600 - 880 = 720 \, \text{J} \] 6. Cálculo da perda percentual de energia mecânica: A perda percentual é dada por: \[ \text{Perda percentual} = \left( \frac{\Delta E}{Epi} \right) \cdot 100 \] \[ \text{Perda percentual} = \left( \frac{720}{1600} \right) \cdot 100 = 45\% \] Portanto, a resposta correta é 45%.