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Questão 03 Uma força variável é aplicada a um objeto de tal forma que a força F(x) ao longo de uma distância x é dada pela função F(x)=10x² onde x está em metros e F(x) em Newtons. Determine o trabalho realizado ( aproximadamente ) pela força ao mover o objeto da posição x=0 até x=4 metros.
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Renato Silva

há 4 semanas

Respostas

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há 4 semanas

Para calcular o trabalho realizado pela força variável \( F(x) = 10x^2 \) ao mover o objeto da posição \( x = 0 \) até \( x = 4 \) metros, precisamos usar a definição de trabalho em relação a uma força variável, que é dada pela integral da força em relação à distância: \[ W = \int_{a}^{b} F(x) \, dx \] Neste caso, \( a = 0 \) e \( b = 4 \). Portanto, o trabalho \( W \) é: \[ W = \int_{0}^{4} 10x^2 \, dx \] Agora, vamos calcular a integral: 1. Calcule a integral de \( 10x^2 \): \[ \int 10x^2 \, dx = \frac{10}{3}x^3 + C \] 2. Avalie a integral de \( 0 \) a \( 4 \): \[ W = \left[ \frac{10}{3}x^3 \right]_{0}^{4} = \frac{10}{3}(4^3) - \frac{10}{3}(0^3) \] 3. Calcule \( 4^3 \): \[ 4^3 = 64 \] 4. Substitua na expressão do trabalho: \[ W = \frac{10}{3}(64) = \frac{640}{3} \approx 213.33 \, \text{J} \] Portanto, o trabalho realizado pela força ao mover o objeto da posição \( x = 0 \) até \( x = 4 \) metros é aproximadamente \( 213.33 \, \text{J} \). Se você tiver as alternativas, posso ajudá-lo a identificar a correta!

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