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Um guindaste está sendo utilizado para levantar uma carga ao longo de uma rampa inclinada. A força necessária para mover a carga ao longo da rampa varia com a posição x (em metros) e é dada por F ( x ) = 5 x 2 + 2 (em newtons). A carga será deslocada do ponto x = 0 até x = 3 metros. Utilize o conceito de trabalho com força variável para determinar a expressão que representa o trabalho total realizado pelo guindaste ao mover a carga nesse intervalo. A W = ∫ 3 0 ( 5 x 2 + 2 ) d x = 51 J . B W = ∫ 3 0 ( 5 x 2 + 2 ) 2 d x = 441 J . C W = ∫ 3 0 ( 10 x + 2 ) d x = 51 J . D W = ∫ 3 0 ( 5 x 2 − 2 ) d x = 33 J .
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CLAUDIO MIRO DO ROSARIO

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Para determinar o trabalho total realizado pelo guindaste ao mover a carga ao longo da rampa, precisamos calcular a integral da força variável \( F(x) = 5x^2 + 2 \) no intervalo de \( x = 0 \) até \( x = 3 \). O trabalho \( W \) é dado pela integral da força em relação à posição: \[ W = \int_0^3 (5x^2 + 2) \, dx \] Agora, vamos calcular essa integral: 1. Integral de \( 5x^2 \): \[ \int 5x^2 \, dx = \frac{5}{3}x^3 \] 2. Integral de \( 2 \): \[ \int 2 \, dx = 2x \] Portanto, a integral completa é: \[ W = \left[ \frac{5}{3}x^3 + 2x \right]_0^3 \] Agora, substituímos os limites: \[ W = \left( \frac{5}{3}(3)^3 + 2(3) \right) - \left( \frac{5}{3}(0)^3 + 2(0) \right) \] Calculando: \[ W = \left( \frac{5}{3}(27) + 6 \right) - 0 \] \[ W = \left( 45 + 6 \right) = 51 \, J \] Agora, vamos analisar as alternativas: A) \( W = \int_0^3 (5x^2 + 2) \, dx = 51 \, J \). (Correta) B) \( W = \int_0^3 (5x^2 + 2)^2 \, dx = 441 \, J \). (Incorreta) C) \( W = \int_0^3 (10x + 2) \, dx = 51 \, J \). (Incorreta) D) \( W = \int_0^3 (5x^2 - 2) \, dx = 33 \, J \). (Incorreta) Portanto, a alternativa correta é a A) \( W = \int_0^3 (5x^2 + 2) \, dx = 51 \, J \).

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