Um corpo de 3 kg de massa, inicialmente em repouso, é puxado sobre uma superfície horizontal, sem atrito, por uma força constante também horizontal de 4 N. Qual o trabalho realizado após percorrer 5 m?
Passo 1
Vamos lá! A gente tem um exercício onde um corpo de 3 kg está sendo puxado por uma força constante de 4 N numa superfície sem atrito. A pergunta é: qual o trabalho realizado quando o corpo percorre 5 metros? Vamos usar os conceitos de força, deslocamento e trabalho para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é trabalho na física. Trabalho (
) é uma medida de energia transferida por uma força que age sobre um objeto enquanto ele se desloca. A fórmula para calcular o trabalho é:
onde:
- $ F $ é a força aplicada,
- $ d $ é o deslocamento,
- $ \theta $ é o ângulo entre a força e o deslocamento.
Passo 3
No nosso caso, a força $ F $ de 4 N está na mesma direção do deslocamento $ d $ de 5 metros. Isso significa que o ângulo $ \theta $ entre eles é 0 graus. Sabemos que $ \cos(0) = 1 $, então a fórmula simplifica para:
Passo 4
Agora é só substituir os valores na fórmula:
Então, o trabalho realizado é de 20 joules.
Resposta
O trabalho realizado é de 20 J.