Durante uma mudança, uma pessoa empurra uma caixa de 20 kg ao longo de uma distância de 5 metros, aplicando uma força horizontal constante de 30 N. Considerando que a caixa desliza sobre uma superfície horizontal sem atrito, descrevendo um movimento retilíneo e uniforme, qual é o trabalho mecânico realizado pela pessoa ao mover a caixa? Considere: τ = F . d τ=F.d
Passo 1
Vamos resumir o que a questão nos pede. Temos uma caixa de 20 kg sendo empurrada por uma pessoa com uma força constante de 30 N ao longo de uma distância de 5 metros. A superfície é horizontal e sem atrito, e o movimento é retilíneo e uniforme. Nosso objetivo é calcular o trabalho mecânico realizado pela pessoa ao mover a caixa. Para resolver isso, vamos precisar entender o conceito de trabalho mecânico e usar a fórmula básica que relaciona força, distância e trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho mecânico. Trabalho é uma medida de energia transferida quando uma força é aplicada sobre um objeto e este se move na direção da força. A fórmula para calcular o trabalho ($ \tau $) é dada por:
onde:
- $ F $ é a força aplicada,
- $ d $ é a distância percorrida.
Passo 3
Agora, vamos identificar os valores que temos na questão:
- Força aplicada ($ F $) = 30 N
- Distância ($ d $) = 5 metros
Substituindo esses valores na fórmula do trabalho:
Passo 4
Fazendo a multiplicação:
Aqui, usamos a unidade de joules (J) para medir trabalho, já que 1 joule é igual a 1 newton metro.
Resposta
O trabalho mecânico realizado pela pessoa ao mover a caixa é de 150 J.