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Física

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Um corpo de 2,0 kg de massa, inicialmente em repouso sobre um plano horizontal, sob a ação de seu peso e da força de contato com o plano, é empurrado por uma força F horizontal constante, de intensidade 12 N. Sabe-se que os coeficientes de atrito cinético e estático entre o corpo e o plano são, respectivamente, 0,10 e 0,20. A aceleração da gravidade no local é 10 m/s² e desprezam-se os efeitos do ar.
O trabalho, em joule, realizado pela força F durante os dois primeiros segundos da aplicação da força F é:
a) 64
b) 80
c) 96
d) 100
e) 120
f) não sei
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Questões Para o Saber

há 4 semanas

Respostas

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há 4 semanas

Para resolver a questão, vamos seguir os passos necessários: 1. Cálculo da força de atrito estático máxima: - A força normal (N) é igual ao peso do corpo: \( N = m \cdot g = 2,0 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 20 \, \text{N} \). - A força de atrito estático máxima é dada por: \( F_{atrito\_estatico} = \mu_s \cdot N = 0,20 \cdot 20 \, \text{N} = 4 \, \text{N} \). 2. Verificação se o corpo se move: - A força F (12 N) é maior que a força de atrito estático máxima (4 N), portanto, o corpo se moverá. 3. Cálculo da força de atrito cinético: - A força de atrito cinético é dada por: \( F_{atrito\_cinético} = \mu_k \cdot N = 0,10 \cdot 20 \, \text{N} = 2 \, \text{N} \). 4. Cálculo da força resultante: - A força resultante (F_res) que atua no corpo é: \( F_{res} = F - F_{atrito\_cinético} = 12 \, \text{N} - 2 \, \text{N} = 10 \, \text{N} \). 5. Cálculo da aceleração: - Usando a segunda lei de Newton: \( F_{res} = m \cdot a \). - Portanto, \( a = \frac{F_{res}}{m} = \frac{10 \, \text{N}}{2,0 \, \text{kg}} = 5 \, \text{m/s}^2 \). 6. Cálculo da distância percorrida nos dois primeiros segundos: - Usando a fórmula da distância: \( d = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} a t^2 \). - Como o corpo parte do repouso, \( v_0 = 0 \), então: - \( d = 0 + \frac{1}{2} \cdot 5 \, \text{m/s}^2 \cdot (2 \, \text{s})^2 = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot 4 = 10 \, \text{m} \). 7. Cálculo do trabalho realizado pela força F: - O trabalho (W) é dado por: \( W = F \cdot d \). - Portanto, \( W = 12 \, \text{N} \cdot 10 \, \text{m} = 120 \, \text{J} \). Assim, a resposta correta é: e) 120.

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