Um bloco de massa
é empurrado por uma distância
ao longo de uma mesa horizontal por uma força aplicada constante de módulo
direcionada a um ângulo
, abaixo da horizontal como ilustrado abaixo. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a mesa é 0.24 , e ele tem velocidade escalar
no inicio deste processo.
c) Determine o trabalho realizado no bloco pela força peso:
c) Determine o trabalho realizado no bloco pela força peso:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Primeiro, vamos resumir o que temos aqui. Temos um bloco de massa
sendo empurrado por uma força de
ao longo de uma mesa por uma distância
. A força está dirigida a um ângulo de
abaixo da horizontal. Queremos descobrir o trabalho realizado pela força peso desse bloco.
Para resolver isso, vamos precisar entender o que é trabalho na física e como calcular o trabalho de uma força específica. O trabalho (
) feito por uma força é dado pela fórmula:
onde
é o ângulo entre a direção da força e a direção do deslocamento.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar qual é a força que estamos analisando. Neste caso, é a força peso do bloco. A força peso (
) é dada por:
onde
é a aceleração da gravidade. Então:
Essa força sempre atua para baixo, perpendicular à superfície da mesa.
Passo 3
Agora, precisamos identificar o ângulo entre a força peso e o deslocamento. O deslocamento do bloco é horizontal, enquanto a força peso é vertical para baixo. Portanto, o ângulo entre a força peso e o deslocamento é de
.
Passo 4
Com essa informação, podemos usar a fórmula do trabalho. Substituindo os valores que temos:
Sabemos que
, então:
Resposta
O trabalho realizado pela força peso no bloco é
.