Um aluno (m = 60 kg) executa um rolamento frontal iniciando com velocidade horizontal v = 1,0 m/s sobre o…

Questão

Um aluno (m = 60 kg) executa um rolamento frontal iniciando com velocidade horizontal v = 1,0 m/s sobre o tatame. A força de atrito média durante o rolamento é f = 10 N e o deslocamento total do contato é s = 1,50 m. Calcule: (a) o trabalho da força de atrito W = f·s (J) e (b) a energia cinética restante após o rolamento usando KE = 1/2·m·v² (J). Use g = 10 m/s² quando necessário.

1. A) W = f·s = 10 N·1,50 m = 15 J; KE inicial = 1/2·60 kg·(1,0 m/s)² = 30 J; energia restante = 30 J - 15 J = 15 J.
2. B) W = 10 N·1,50 m = 10 J; KE restante = 20 J
3. C) W = 5 J; KE restante = 25 J
4. D) W = 15 J; KE inicial = 60 J; energia restante = 45 J
5. E) W = 15 N·1,50 m = 22,5 J; KE restante = 7,5 J

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Calcule o trabalho da força de atrito. W = f·s = 10 N × 1,50 m = 15 J. Como o atrito se opõe ao movimento, o trabalho é resistente, então o valor de W é -15 J na convenção do teorema da energia cinética.
2. Calcule a energia cinética inicial. KE inicial = (1/2)·m·v^2 = (1/2)·60 kg·(1,0 m/s)^2 = 30 J.
3. Aplique o teorema trabalho-energia cinética. A variação da energia cinética é igual ao trabalho da força resultante, que aqui é o do atrito: KE final - KE inicial = -15 J. Logo, KE final = 30 J - 15 J = 15 J.
4. Confira a alternativa. A alternativa A apresenta W = 15 J, KE inicial = 30 J e energia restante = 15 J, o que coincide com o resultado obtido. Portanto, o gabarito oficial está correto.
5. Por que as outras estão erradas. A alternativa B calcula mal o produto 10 N × 1,50 m, que vale 15 J e não 10 J. A alternativa C usa um valor de trabalho (5 J) que não corresponde a f·s. A alternativa D esquece o fator 1/2 na energia cinética inicial. A alternativa E troca a força de 10 N por 15 N, o que altera o trabalho para 22,5 J. A massa de 60 kg e g = 10 m/s^2 não são necessários para o cálculo, pois o trabalho do atrito já está dado pela força e pelo deslocamento.

💡 Dica: Calcule primeiro o trabalho da força de atrito e depois a energia cinética.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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