Ano 2015#ciencias-natureza

Sobre o tema

O teorema do trabalho e energia cinética é um dos pilares da mecânica clássica, relacionando diretamente a força aplicada a um corpo com a variação de sua velocidade. Em problemas de física do ENEM, como o desempenho de Usain Bolt nos 100 metros, esse conceito permite calcular o trabalho realizado durante a aceleração a partir da massa e da variação da velocidade. O trabalho total é igual à variação da energia cinética, independentemente da trajetória ou do tempo. Essa abordagem simplifica a análise de movimentos acelerados, como o de um velocista, onde as forças internas musculares realizam trabalho para aumentar a energia cinética do atleta.

Tópicos relacionados

  • Teorema do trabalho e energia cinética
  • Cálculo de trabalho a partir da variação de velocidade
  • Energia cinética e movimento retilíneo
  • Aplicações da mecânica no esporte
  • Grandezas físicas em corridas de velocidade

Enunciado

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:

Alternativas

  • A)

    5,4 x 10² J.

  • B)

    6,5 x 10³ J.

  • C)

    8,6 x 10³ J.

  • D)

    1,3 x 104 J.

  • E)

    3,2 x 104 J.

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Perguntas frequentes

O que diz o teorema do trabalho e energia cinética?

O teorema afirma que o trabalho total realizado sobre um corpo é igual à variação de sua energia cinética.

Como calcular a energia cinética de um objeto?

A energia cinética é dada por Ec = (1/2)mv², onde m é a massa e v é a velocidade.

Por que o trabalho total independe do tempo gasto na aceleração?

O trabalho é uma grandeza escalar que depende apenas da força resultante e do deslocamento, não da duração do movimento.

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