Um helicóptero levanta verticalmente um bombeiro de 70 kg, 20 m acima da superfície do solo. A aceleração deste bombeiro é $\alpha = \frac{g}{10}$. Qual o trabalho total realizado sobre este bombeiro? Dado $g = 9{,}8\,\text{m/s}^2$.

Questão

Um helicóptero levanta verticalmente um bombeiro de 70 kg, 20 m acima da superfície do solo. A aceleração deste bombeiro é α=g10\alpha = \frac{g}{10}. Qual o trabalho total realizado sobre este bombeiro? Dado g=9,8m/s2g = 9{,}8\,\text{m/s}^2.

Alternativas

A) W = 1,39 * 10^3 J

B) W = 1,51 * 10^4 J

30%

C) W = -1,37 * 10^4 J

D) W = 0 J

E) W = -1,51 * 10^3 J

Explicação

  1. Forças que atuam no bombeiro (movimento vertical para cima):
  • Tração/força do cabo (para cima)
  • Peso P=mgP=mg (para baixo)
  1. Pela 2ª lei de Newton no sentido vertical (para cima positivo): Fresult=maF_{\text{result}} = ma Como a aceleração é a=α=g10a=\alpha=\frac{g}{10}: Fresult=mg10F_{\text{result}} = m\frac{g}{10}

  2. O trabalho total (trabalho da resultante) ao longo do deslocamento vertical Δs=20m\Delta s = 20\,\text{m} é: Wtotal=FresultΔsW_{\text{total}} = F_{\text{result}}\,\Delta s Wtotal=(mg10)20W_{\text{total}} = \left(m\frac{g}{10}\right)\cdot 20 Substituindo m=70kgm=70\,\text{kg} e g=9,8m/s2g=9{,}8\,\text{m/s}^2: Wtotal=709,81020=7019,6=1372J1,37×103JW_{\text{total}} = 70\cdot \frac{9{,}8}{10}\cdot 20 = 70\cdot 19{,}6 = 1372\,\text{J} \approx 1{,}37\times 10^3\,\text{J}

  3. Comparando com as alternativas, o valor mais próximo é 1,39×103J1{,}39\times 10^3\,\text{J}.

Alternativa correta: (A).

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