Uma pessoa dispõe do dispositivo ilustrado a seguir para elevar um móvel de peso igual a 800 N até o andar superior de sua casa, que está a 3 m de altura. Para não danificar o móvel, o morador aplica uma força de intensidade constante, de modo que o objeto suba com velocidade também constante. Qual é o trabalho dessa força durante todo o deslocamento?
Passo 1
Vamos resumir o problema: Temos um móvel que pesa 800 N sendo levantado até o andar superior de uma casa, que está a 3 metros de altura. A pessoa aplica uma força constante para subir o móvel com velocidade constante. O conteúdo que vamos usar aqui é o conceito de trabalho realizado por uma força na física. Precisamos calcular o trabalho total feito por essa força durante todo o deslocamento.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é trabalho. Na física, o trabalho ($ W $) realizado por uma força é calculado pela fórmula:
onde:
- $ F $ é a força aplicada,
- $ d $ é o deslocamento,
- $ \theta $ é o ângulo entre a força e a direção do deslocamento.
Passo 3
No nosso caso, a força aplicada pela pessoa está na mesma direção do deslocamento (para cima), então o ângulo $ \theta $ é 0 graus. O cosseno de 0 é 1, portanto, a fórmula simplifica para:
Passo 4
Como o móvel está se movendo com velocidade constante, a aceleração é zero. Isso significa que a força aplicada pela pessoa ($ F
P $):
Passo 5
Agora, sabemos que o deslocamento ($ d $) é de 3 metros. Substituindo os valores na fórmula do trabalho:
Resposta
O trabalho realizado pela força durante todo o deslocamento é de $ 2400 , J $.