Uma pessoa arrasta um caixote de
de massa sobre uma superfície horizontal puxando-o com uma força
constante, de módulo
, 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
e que o deslocamento do caixote foi de
, pedem-se: a) o trabalho da força
; 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
sendo puxado por uma força constante de
numa superfície horizontal. Tem também uma força de atrito de
agindo contra o movimento. O deslocamento do caixote é de
. A gente vai calcular o trabalho feito por várias forças envolvidas nessa situação. Para isso, vamos usar a fórmula do trabalho:
Onde:
-
é o trabalho, -
é a força, -
é o deslocamento, -
é o ângulo entre a força e o deslocamento.
Passo 2
a) Trabalho da força
Primeiro, vamos calcular o trabalho feito pela força de
. Como essa força está na mesma direção do deslocamento, o ângulo
é
, e
.
Passo 3
b) Trabalho da força de atrito
Agora, a força de atrito de
age na direção oposta ao deslocamento, então o ângulo
é
, e
.
Passo 4
c) Trabalho da força normal
A força normal atua perpendicularmente ao deslocamento. Como o ângulo
é
, e
, o trabalho feito pela força normal é zero.
Passo 5
d) Trabalho da força peso
A força peso também atua perpendicularmente ao deslocamento (para baixo), então o ângulo
é
, e
. Portanto, o trabalho feito pela força peso é zero.
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 (
) e a força de atrito (
), a força resultante
é:
Como a força resultante está na mesma direção do deslocamento, o ângulo
é
, e
.
Resposta
a)
b)
c)
d)
e)
b)
c)
d)
e)
Exercícios relacionados
O gráfico a seguir representa a intensidade da resultante de duas forças
e
que agem em uma partícula, em
função de sua posição sobre o eixo . Ambas as forças possuem intensidades constantes e estâo aplicadas na mesma direção do deslocamento da partícula. Sabendo-se que o módulo da força
é
, determinar o trabalho da força
.
função de sua posição sobre o eixo
Uma partícula de
tem coordenadas
e uma partícula de
tem coordenadas
. Ambas estão em um plano horizontal. Em que coordenada (a)
e (b)
deve ser posicionada uma terceira partícula de
para que o centro de massa do sistema de três partículas tenha coordenadas
?
Um corpo de massa
é lançado com velocidade escalar inicial de 3,0 m/s para cima de um plano inclinado de
acima da horizontal. O corpo desloca-se pelo plano até ficar momentaneamente em repouso e, em seguida, retorna no sentido da base do plano. O coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o plano é 0,30 . Considere que a aceleração local da gravidade seja
. Despreze a resistência do ar. Para o movimento de subida do corpo ao longo do plano inclinado, pede-se o trabalho total das forças que atuam sobre o corpo.
Um automóvel de massa
parte do repouso e , depois de
, está com velocidade de
. Pede-se: a) o trabalho realizado pela força resultante nesse intervalo; b) a potência média correspondente.