O que é trabalho de uma força resultante em física?

É a energia transferida a um corpo pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento, calculada por $W = F \cdot d \cdot \cos\theta$.

Como se calcula a energia cinética de um corpo?

A energia cinética é dada por $E_c = \frac{1}{2} m v^2$, onde $m$ é a massa e $v$ a velocidade do corpo.

Qual a relação entre trabalho e variação da energia cinética?

O trabalho total realizado sobre um corpo é igual à variação de sua energia cinética: $W = \Delta E_c$.

Por que, neste problema, considera-se apenas a energia cinética para calcular o trabalho?

Porque o corredor parte do repouso e o trabalho realizado serve para aumentar sua velocidade, desconsiderando perdas por atrito ou outras formas de energia.

O que significa partir do repouso em termos de energia cinética?

Significa que a energia cinética inicial é zero, pois a velocidade inicial é nula.

Por que a massa do corredor é importante no cálculo do trabalho?

Porque a energia cinética depende diretamente da massa: quanto maior a massa, maior o trabalho necessário para atingir a mesma velocidade.

Como converter o resultado do trabalho em notação científica?

Basta expressar o número em potências de 10, por exemplo, 6480 J = $6,48 \times 10^3$ J.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 64 — Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredor…

ENEM 2015 Questão 64

Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m/s.

Disponível em: http://esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado)

Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de:

Resolução

Resposta correta: Letra B — 6,5 x 10³ J.

A questão aborda o conceito de trabalho realizado para acelerar um corpo (Usain Bolt) até certa velocidade. O trabalho total realizado pelo corredor nas 13 primeiras passadas corresponde à variação da energia cinética, pois ele parte do repouso e atinge a velocidade máxima de 12 m/s após percorrer 30 metros. O trabalho é dado por $W = \Delta E_c = \frac{1}{2} m v^2$, onde $m$ é a massa (90 kg) e $v$ é a velocidade final (12 m/s). Substituindo os valores: $W = \frac{1}{2} \times 90 \times (12)^2 = 45 \times 144 = 6480$ J. O valor mais próximo entre as alternativas é 6,5 x $10^3$ J (alternativa B). Os conceitos principais envolvidos são energia cinética, trabalho da força resultante e conservação de energia mecânica em situações sem considerar perdas por atrito.

Comentários por alternativa

A 5,4 x 10² J.

A alternativa A apresenta um valor muito baixo para o trabalho realizado, indicando erro de cálculo ou desconsideração da energia cinética adquirida pelo corredor.
B 6,5 x 10³ J.

A alternativa B está correta, pois corresponde ao valor calculado da variação da energia cinética de Bolt ao atingir 12 m/s, considerando sua massa de 90 kg: $6480$ J, que é aproximadamente $6,5 \times 10^3$ J.
C 8,6 x 10³ J.

A alternativa C superestima o trabalho realizado, provavelmente por erro ao calcular a energia cinética ou ao interpretar os dados fornecidos.
D 1,3 x 104 J.

A alternativa D apresenta um valor ainda mais alto, incompatível com a energia cinética adquirida pelo corredor nas condições do problema.
E 3,2 x 104 J.

A alternativa E é um valor muito acima do real, indicando erro grosseiro de cálculo ou interpretação dos dados físicos do problema.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7

1. O que é trabalho de uma força resultante em física?: É a energia transferida a um corpo pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento, calculada por $W = F \cdot d \cdot \cos\theta$.
2. Como se calcula a energia cinética de um corpo?: A energia cinética é dada por $E_c = \frac{1}{2} m v^2$, onde $m$ é a massa e $v$ a velocidade do corpo.
3. Qual a relação entre trabalho e variação da energia cinética?: O trabalho total realizado sobre um corpo é igual à variação de sua energia cinética: $W = \Delta E_c$.
4. Por que, neste problema, considera-se apenas a energia cinética para calcular o trabalho?: Porque o corredor parte do repouso e o trabalho realizado serve para aumentar sua velocidade, desconsiderando perdas por atrito ou outras formas de energia.
5. O que significa partir do repouso em termos de energia cinética?: Significa que a energia cinética inicial é zero, pois a velocidade inicial é nula.
6. Por que a massa do corredor é importante no cálculo do trabalho?: Porque a energia cinética depende diretamente da massa: quanto maior a massa, maior o trabalho necessário para atingir a mesma velocidade.
7. Como converter o resultado do trabalho em notação científica?: Basta expressar o número em potências de 10, por exemplo, 6480 J = $6,48 \times 10^3$ J.

Questão 64 — Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredor…

Resolução

Comentários por alternativa

Flashcards

Detonando o Tema

Detonando o Tema

Preparando seu treino

Não deu para iniciar agora

Fácil

Você concluiu o treino