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Física

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(Ufrj 2005) Dois jovens, cada um com 50 kg de massa, sobem quatro andares de um edifício. A primeira jovem, Heloísa, sobe de elevador, enquanto o segundo, Abelardo, vai pela escada, que tem dois lances por andar, cada um com 2,0 m de altura. a) Denotando por W(A) o trabalho realizado pelo peso de Abelardo e por W(H) o trabalho realizado pelo peso de Heloísa, determine a razão W(A) / W(H). b) Supondo que são nulas suas velocidades inicial e final, calcule a variação de energia mecânica de cada jovem ao realizar o deslocamento indicado.
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há 7 meses

Respostas

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há 7 meses

Para resolver a questão, vamos analisar as duas partes solicitadas. ### a) Razão W(A) / W(H) 1. Trabalho realizado pelo peso: O trabalho realizado pelo peso é dado pela fórmula: \[ W = m \cdot g \cdot h \] onde \( m \) é a massa, \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente \( 9,8 \, \text{m/s}^2 \)) e \( h \) é a altura. 2. Altura total: Cada andar tem 2,0 m e Heloísa sobe 4 andares, então a altura total é: \[ h = 4 \, \text{andares} \times 2,0 \, \text{m/andar} = 8,0 \, \text{m} \] 3. Cálculo do trabalho: - Para Heloísa (subindo de elevador): \[ W(H) = 50 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 8,0 \, \text{m} = 3920 \, \text{J} \] - Para Abelardo (subindo pela escada): \[ W(A) = 50 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 8,0 \, \text{m} = 3920 \, \text{J} \] 4. Razão: \[ \frac{W(A)}{W(H)} = \frac{3920 \, \text{J}}{3920 \, \text{J}} = 1 \] ### b) Variação de energia mecânica Como a velocidade inicial e final são nulas, a variação de energia mecânica é igual ao trabalho realizado contra a gravidade, que já calculamos. - Para Heloísa: \[ \Delta E(H) = W(H) = 3920 \, \text{J} \] - Para Abelardo: \[ \Delta E(A) = W(A) = 3920 \, \text{J} \] ### Resumo das respostas: a) A razão \( W(A) / W(H) = 1 \) b) A variação de energia mecânica de cada jovem é \( 3920 \, \text{J} \).

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