Quando um livio desliza ao longo do topo de uma mesa, a força de atrito realiza um trabalho negativo sobre ele. A força de atrito nunca pode realizar um trabalho positivo? Explique. (Sugestão: pense em uma caixa apoiada na traseira de um caminhão.)

Passo 1

Vamos começar entendendo o que a questão está nos perguntando. Quando uma pessoa desliza sobre o topo de uma mesa, a força de atrito realiza um trabalho negativo. A pergunta é: essa força de atrito nunca pode realizar um trabalho positivo? Para responder isso, vamos precisar entender o conceito de trabalho realizado por forças e como a direção da força em relação ao deslocamento influencia esse trabalho.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho na física. O trabalho ( W = F cdot d cdot cos(theta) ) realizado por uma força é dado pela fórmula:
onde:
  • é a intensidade da força,
  • é o deslocamento,
  • é o ângulo entre a direção da força e a direção do deslocamento.

Passo 3

Se o ângulo for 0 graus, ou seja, se a força e o deslocamento estiverem na mesma direção, o cosseno de 0 é 1, e o trabalho será positivo. Se o ângulo for 180 graus, a força está na direção oposta ao deslocamento, e o cosseno de 180 é -1, resultando em um trabalho negativo.

Passo 4

Normalmente, a força de atrito atua na direção oposta ao movimento, realizando trabalho negativo, porque ela retira energia do sistema, como no exemplo da pessoa deslizando sobre a mesa.

Passo 5

No entanto, existem situações onde a força de atrito pode realizar trabalho positivo. Vamos considerar o exemplo sugerido: uma caixa apoiada na traseira de um caminhão.

Passo 6

Quando o caminhão está acelerando, a força de atrito entre a caixa e o caminhão impede que a caixa deslize para trás. Nesse caso, a força de atrito atua na mesma direção do deslocamento da caixa (que é na direção da aceleração do caminhão).

Passo 7

Aplicando a fórmula do trabalho:
W = Fatrito cdot d cdot cos(0) = Fatrito cdot d cdot 1 = Fatrito cdot d
Como o cosseno de 0 é 1, o trabalho realizado pela força de atrito é positivo.

Resposta

Sim, a força de atrito pode realizar trabalho positivo. No exemplo da caixa apoiada na traseira de um caminhão em aceleração, a força de atrito age na mesma direção do deslocamento da caixa, realizando um trabalho positivo.

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