square square Questão 4 (2,0 pts): Considere uma situação em que você sobe de bicicleta um morro de 15,0 m de altura. A massa conjunta, sua e da bicicleta, é de 85 kg. Na base do morro vocé imprime uma velocidade de 4,0m/s Ao longo da subida você perde o fôlego e sua velocidade diminui até chegar ao topo com 1,0m/s Despreze os efeitos das forças de atrito entre as engrenagens e rolamentos da bicicleta e de deslizamento entre os pneus e o chão. (a) (1,0) Calcule o trabalho total realizado por todas as forças, desde a base até o topo do morro; __

Para calcular o trabalho total realizado por todas as forças desde a base até o topo do morro, podemos usar a fórmula do trabalho: Onde:- é o trabalho realizado- é a força aplicada- é a distância percorridaNo entanto, como não temos informações sobre a força aplicada ao longo da subida, podemos usar a conservação de energia mecânica para resolver esse problema.A energia mecânica total no sistema (bicicleta + ciclista) é a soma da energia cinética e da energia potencial gravitacional. No ponto de partida (base do morro), toda a energia é cinética, enquanto no ponto final (topo do morro), toda a energia é potencial gravitacional.A energia cinética é dada por: A energia potencial gravitacional é dada por: Onde:- é a massa total (ciclista + bicicleta)- é a velocidade- é a aceleração da gravidade (aproximadamente )- é a alturaNo ponto de partida (base do morro), a energia cinética é: No ponto final (topo do morro), a energia potencial gravitacional é: A energia mecânica total no ponto de partida é igual à energia mecânica total no ponto final: Como (no ponto de partida, a altura é zero), temos: Portanto, o trabalho total realizado por todas as forças desde a base até o topo do morro é de -595,5 J.