Uma esteira industrial acelera uma caixa de massa m = 10 kg do repouso até v = 2 m/s em uma distância ?s = 5 m…

Questão

Uma esteira industrial acelera uma caixa de massa m = 10 kg do repouso até v = 2 m/s em uma distância ?s = 5 m com aceleração constante. Descreva a natureza do movimento e apresente cálculos de: (a) aceleração, (b) tempo necessário, (c) variação da energia cinética ?Ec, (d) potência média necessária. Considere g = 10 m/s².

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Natureza do movimento: MUV com aceleração constante. (a) a = v²/(2?s) = (2 m/s)²/(2·5 m) = 4/(10) = 0.4 m/s². (b) t = ?v/a = (2 m/s)/0.4 m/s² = 5 s. (c) ?Ec = ½ m v² = 0.5·10 kg·(2 m/s)² = 20 J. (d) Potência média P = ?Ec / t = 20 J / 5 s = 4 W. Comentário: o aumento da energia cinética iguala o trabalho realizado pela motor da esteira (desprezando perdas); entender essas magnitudes ajuda a dimensionar consumo e eficiência em processos produtivos.

Explicação

O movimento é uniformemente acelerado, permitindo o uso de fórmulas do movimento retilíneo uniformemente variado para calcular a aceleração, o tempo, a variação da energia cinética e a potência média. Os cálculos realizados seguem a lógica da conservação de energia e das relações entre força, trabalho e potência, fundamentais na física. Essa abordagem é crucial para entender a eficiência e o consumo energético em sistemas industriais.

Raio-X da questão

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