(OBF - 2011 - Nível 2) Trabalho e Energia

Ana puxa um balde cheio de água de um poço cuja altura é h = 7 m com uma velocidade constante v = 17,5 cm/s. O balde possui uma capacidade de 10 L e possui um furo que permite que a água vaze a uma taxa constante de 50 g/s. Sabendo que a gravidade local é g = 10 m/s²,determine: (Expresse seu resultado com, no máximo, três algarismos significativos.

1 - O trabalho total realizado pela força que Ana aplica ao balde;
2 - A potência média que Ana desprende durante a subida total do balde.

Se o balde subiu a velocidade constante, o somatório das forças nele atuando foi nulo no decorrer de todo processo.

Tempo necessário para a subida do bloco:



Como a massa específica da água vale 1 kg/L, no início o conjunto tinha 10 kg de massa.
Perdendo 50 g ou 0,05 kg a cada segundo, passados 40 s o conjunto tinha 10 - 2 = 8 kg de massa.

Seja F a força exercida por Ana para anular o peso do balde.

O gráfico abaixo representa F em função da profundidade em que o bloco se encontra:



O trabalho será numericamente igual a área.



A potência média será a razão entre o trabalho exercido e o tempo gasto.