Um bloco de massa 3,57 kg é puxado com velocidade constante por uma distância de
ao longo de um assoalho horizontal, por uma corda que exerce uma força
de intensidade igual a
e faz um ângulo
acima da horizontal. Calcule: a) o trabalho realizado pela força F sobre o bloco; b) o trabalho realizado pelo atrito sobre o bloco; c) o trabalho total realizado sobre o bloco; d) o coeficiente de atrito entre o bloco e o assoalho R: a)
; b)
; c) zero; d) 0,225.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um bloco de 3,57 kg sendo puxado com velocidade constante por 4,06 metros em um piso horizontal. A força aplicada é de 7,68 N, fazendo um ângulo de 15° acima da horizontal. Vamos usar os conceitos de trabalho, força, atrito e coeficiente de atrito para resolver as partes a) a d) do exercício. Precisamos lembrar das fórmulas de trabalho (
) e entender como o atrito atua nesse cenário.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o trabalho realizado pela força
sobre o bloco. O trabalho é dado por:
Onde:
Substituindo os valores:
Calculando
:
Passo 3
Agora, vamos determinar o trabalho realizado pelo atrito. Como o bloco se move com velocidade constante, a força de atrito
é igual e oposta à componente horizontal da força
. Ou seja:
O trabalho do atrito é:
O sinal negativo indica que o atrito atua na direção oposta ao movimento.
Passo 4
Para encontrar o trabalho total realizado sobre o bloco, somamos os trabalhos individuais:
Isso faz sentido porque o bloco está se movendo com velocidade constante, indicando que não há variação na energia cinética.
Passo 5
Por fim, vamos calcular o coeficiente de atrito
. Sabemos que a força de atrito é:
Onde
é a força normal. Em um piso horizontal,
, com
e
:
Sabendo que
:
Arredondando para três casas decimais, temos
.
Resposta
a)
;
b) ;
c) ;
d) .
b)
c)
d)
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, onde a e
são constantes. Mostrar: a) que o trabalho feito sobre a corda para esticá-la de 0 até
é
b) que a energia potencial elástica em
é
.
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velocidade de
. Calcule a potência desenvolvida pelo motor do veiculo nestas condições. R:
.
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.
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escorrega por um plano inclinado de
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sobre o plano; b) o trabalho total realizado sobre o corpo; c) a velocidade corpo após escorregar
, partindo do repouso; d) a velocidade corpo após escorregar 1,5 m , partindo com velocidade de
. R: a) 0 ; 101,84 J; b)
; c)
; d)
.