Uma caixa de 60 kg foi levantada por uma empilhadeira a 2,5 metros de altura. Determine o trabalho negativo desenvolvido pela empilhadeira, adotando a aceleração da gravidade como 10 m/s.

Passo 1

Ok, vamos lá! A gente tem um exercício onde uma empilhadeira levanta uma caixa de 60 kg até uma altura de 2,5 metros. O que precisamos descobrir é o trabalho negativo que a empilhadeira realiza durante esse processo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de física, mais especificamente da dinâmica, que estuda as forças e movimentos.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que é trabalho na física. Trabalho é uma medida de energia transferida por uma força atuando sobre um objeto que se move na direção dessa força. A fórmula para calcular o trabalho ($ W $) é:
W
Onde:
  • $ F $ é a força aplicada,
  • $ d $ é a distância percorrida,
  • $ \theta $ é o ângulo entre a direção da força e a direção do movimento.

Passo 3

Vamos identificar cada parte da fórmula com os dados que temos:
  • A força ($ F F é P $) é calculado por $ P = m \times g $, onde $ m $ é a massa e $ g $ é a aceleração da gravidade.
    Então:
    P ²
  • A distância ($ d $) que a caixa é levantada é 2,5 metros.
  • O ângulo ($ \theta $) entre a força que a empilhadeira aplica (para cima) e o movimento da caixa (também para cima) é 0°, porque estão na mesma direção.

Passo 4

Agora, substituímos esses valores na fórmula do trabalho:
W = 600,N times 2,5,m times cos(0°)
Sabemos que $ \cos(0°) = 1 $, então:
cos(0°) = 1

Passo 5

Até aqui, calculamos o trabalho positivo realizado pela empilhadeira para levantar a caixa. Porém, o exercício pede o trabalho negativo desenvolvido pela empilhadeira. Isso pode parecer confuso, porque geralmente associamos trabalho positivo ao esforço feito para levantar algo.
No contexto da física, trabalhos negativos são associados às forças que se opõem ao movimento. Aqui, a força da gravidade está fazendo um trabalho negativo sobre a caixa enquanto ela é levantada.
Então, o trabalho negativo desenvolvido pela força da gravidade será:
Wgravidade = - P times d = -600,N times 2,5,m = -1500,J

Resposta

O trabalho negativo desenvolvido pela empilhadeira é de -1500 Joules.

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