(A) Qual trabalho seja feito para deslizar um objeto de massa M ao longo de um moro fazendo o caminho L até sua altura H se o coeficiente de atrito entre o objeto e o moro é fixo mu. (B) Será que esse trabalho em (A) depende de variação de inclinação de moro ao longo de caminho? Se depende, então como e no qual caso?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o trabalho necessário para deslizar um objeto de massa ao longo de um caminho até sua altura , considerando um coeficiente de atrito . Para isso, vamos usar conceitos de trabalho, energia e atrito na física.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o trabalho total feito para mover o objeto tem que vencer tanto a força da gravidade quanto a força de atrito. Então, vamos calcular separadamente o trabalho para levantar o objeto e para superar o atrito.

Passo 3

O trabalho para levantar o objeto contra a gravidade é dado pela diferença de energia potencial. A fórmula para isso é:
Wgravidade = M cdot g cdot H
onde é a aceleração da gravidade ( ).

Passo 4

Agora, vamos calcular o trabalho necessário para vencer o atrito. A força de atrito é:
Fatrito = mu cdot N
onde Watrito = mu cdot M cdot g cdot L é a força normal. Em um plano inclinado, , mas como o caminho pode variar a inclinação, para simplificar, consideramos a componente horizontal. Assim, o trabalho do atrito é:

Passo 5

Somando os dois trabalhos, temos o trabalho total:
Wtotal = Wgravidade + Watrito = M cdot g cdot H + mu cdot M cdot g cdot L

Passo 6

Respondendo à parte (B), sim, o trabalho depende da variação da inclinação do caminho. Se o caminho tiver diferentes inclinações, a força normal muda ao longo do trajeto, o que afeta a força de atrito e, consequentemente, o trabalho necessário para vencê-la.

Resposta

O trabalho total necessário para deslizar o objeto é:
Wtotal = M cdot g cdot H + mu cdot M cdot g cdot L
E esse trabalho depende da variação da inclinação do caminho, pois diferentes inclinações alteram a força de atrito ao longo do trajeto.

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