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Um corpo de massa m = 10 kg cai, a partir do repouso, de uma altura H = 100 m acima do nível do solo. O corpo atinge o solo com uma velocidade de módulo 40 m/s. Considere a aceleração da gravidade local constante e com módulo igual a 10 m/s2. O trabalho da força que o ar aplica no corpo, durante a sua queda até o chão, vale, em kJ:

a) – 0,50
b) – 1,0
c) – 2,0
d) – 4,0
e) – 8,0
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Praticando Para Aprender

há 2 anos

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há 2 anos

Para resolver essa questão, precisamos calcular o trabalho realizado pela força do ar durante a queda do corpo. 1. Energia Potencial Inicial (EPI): A energia potencial inicial do corpo quando está a 100 m de altura é dada por: \[ EPI = m \cdot g \cdot H = 10 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 \cdot 100 \, \text{m} = 10.000 \, \text{J} = 10 \, \text{kJ} \] 2. Energia Cinética Final (ECF): A energia cinética do corpo ao atingir o solo, com uma velocidade de 40 m/s, é dada por: \[ ECF = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} \cdot 10 \, \text{kg} \cdot (40 \, \text{m/s})^2 = 8.000 \, \text{J} = 8 \, \text{kJ} \] 3. Trabalho da Força do Ar (W): O trabalho realizado pela força do ar é a diferença entre a energia potencial inicial e a energia cinética final: \[ W = EPI - ECF = 10.000 \, \text{J} - 8.000 \, \text{J} = 2.000 \, \text{J} = 2 \, \text{kJ} \] Como o trabalho da força do ar é contrário ao movimento (ele retira energia do corpo), o valor do trabalho é negativo: \[ W = -2 \, \text{kJ} \] Portanto, a alternativa correta é: c) – 2,0.

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