Uma caixa é empurrada por uma força horizontal, constante de módulo igual a
. A caixa se move com velocidade constante. O coeficiente de atrito vale:
. Calcule: o trabalho realizado pela força de atrito para este mesmo deslocamento;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma caixa sendo empurrada com uma força constante de 10 N. A caixa se move com velocidade constante, o que significa que não está acelerando. O coeficiente de atrito entre a caixa e a superfície é 0,4. Nosso objetivo aqui é calcular o trabalho que a força de atrito realiza durante esse deslocamento. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de força de atrito, trabalho, e movimento com velocidade constante.
Passo 2
Primeiro, vamos entender por que a caixa se move com velocidade constante. Quando a velocidade é constante, a força resultante na direção do movimento é zero. Isso significa que a força que você está aplicando (10 N) é igual e oposta à força de atrito.
Então, temos:
Passo 3
Agora, vamos calcular a força de atrito. A força de atrito (
) é dada por:
Onde:
-
é o coeficiente de atrito (0,4) -
é a força normal. Em superfícies horizontais, , mas como a caixa não está acelerando verticalmente, podemos simplificar usando que .
Como já sabemos que
, temos:
Passo 4
Agora, vamos calcular o trabalho realizado pela força de atrito. O trabalho (
) é dado por:
Onde:
-
é a força (força de atrito, que vale 10 N) -
é o deslocamento -
é o ângulo entre a força e o deslocamento
Como a força de atrito está na direção oposta ao deslocamento,
, e
.
Então:
Resposta
O trabalho realizado pela força de atrito é
, ou seja,
, onde
é o deslocamento da caixa.