ITA 2021 — Questão 2 · Dinâmica

Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: Aceleração local da gravidade $g=10$ m/s². Constante gravitacional universal $G=\mathrm{6,67}\times {10}^{-11}$ m³⋅kg⁻¹⋅s⁻². Velocidade da luz no vácuo $c=\mathrm{3,0}\times {10}^8$ m/s. Constante de Planck reduzida $\hslash =\mathrm{1,05}\times {10}^{-34}$ J⋅s. Permeabilidade magnética do vácuo ${\mu }_0=4\mathrm{\pi \times }{10}^{-7}$ N⋅A⁻². Carga elétrica elementar $e=\mathrm{1,6}\times {10}^{-19}$ C. Massa do elétron $m_0=\mathrm{9,1}\times {10}^{-31}$ kg. Constante eletrostática do vácuo $K_0=\mathrm{9,0}\times {10}^9$ N⋅m²⋅C⁻². Um trem parte do repouso sobre uma linha horizontal e deve alcançar a velocidade de 72 km/h. Até atingir essa velocidade, o movimento do trem tem aceleração constante de 0,50 m/$s^2$, sendo que resistências passivas absorvem 5,0% da energia fornecida pela locomotiva. O esforço médio, em N, fornecido pela locomotiva para transportar uma carga de 1,0 ton é