Uma pessoa arrasta um caixote de 5,00 kg de massa sobre uma superfície horizontal puxando-o com uma força Fconstante, de módulo 80,0 N, como indica a figura. 0 mo vimento do caixote é horizontal e há atrito entre o caixote e o piso. Sabendo que a força de atrito é 4,00 N e que o deslocamento do caixote foi de 5,00 m, pedem-se: a) o trabalho da força F; b) o trabalho da força de atrito; c) o trabalho da força normal; d) o trabalho da força peso; e) o trabalho da força resultante.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um caixote de massa 5,00 kg sendo puxado por uma força constante de 80,0 N numa superfície horizontal. Tem também uma força de atrito de 4,00 N agindo contra o movimento. O deslocamento do caixote é de 5,00 m. A gente vai calcular o trabalho feito por várias forças envolvidas nessa situação. Para isso, vamos usar a fórmula do trabalho:
W = F cdot s cdot cos(theta)
Onde:
  • W é o trabalho,
  • F é a força,
  • s é o deslocamento,
  • theta é o ângulo entre a força e o deslocamento.

Passo 2

a) Trabalho da força F
Primeiro, vamos calcular o trabalho feito pela força de 80,0 N. Como essa força está na mesma direção do deslocamento, o ângulo theta é 0^circ, e cos(0^circ) = 1.
WF = F cdot s cdot cos(0^circ) = 80,0 N cdot 5,00 m cdot 1 = 400,0 J

Passo 3

b) Trabalho da força de atrito
Agora, a força de atrito de 4,00 N age na direção oposta ao deslocamento, então o ângulo theta é 180^circ, e cos(180^circ) = -1.
Watrito = f cdot s cdot cos(180^circ) = 4,00 N cdot 5,00 m cdot (-1) = -20,0 J

Passo 4

c) Trabalho da força normal
A força normal atua perpendicularmente ao deslocamento. Como o ângulo theta é 90^circ, e cos(90^circ) = 0, o trabalho feito pela força normal é zero.
Wnormal = N cdot s cdot cos(90^circ) = N cdot 5,00 m cdot 0 = 0 J

Passo 5

d) Trabalho da força peso
A força peso também atua perpendicularmente ao deslocamento (para baixo), então o ângulo theta é 90^circ, e cos(90^circ) = 0. Portanto, o trabalho feito pela força peso é zero.
Wpeso = P cdot s cdot cos(90^circ) = P cdot 5,00 m cdot 0 = 0 J

Passo 6

e) Trabalho da força resultante
A força resultante é a soma vetorial de todas as forças que atuam no caixote. Como as únicas forças horizontais são a força aplicada ( 80,0 N) e a força de atrito ( -4,00 N), a força resultante Fres é:
Fres = F - f = 80,0 N - 4,00 N = 76,0 N
Como a força resultante está na mesma direção do deslocamento, o ângulo theta é 0^circ, e cos(0^circ) = 1.
Wres = Fres cdot s cdot cos(0^circ) = 76,0 N cdot 5,00 m cdot 1 = 380,0 J

Resposta

a) 400,0 J
b) -20,0 J
c) 0 J
d) 0 J
e) 380,0 J

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