Um monitor de computador embalado, pesando 10,0   k g , é arrastado com atrito 5,50   m para cima ao longo de uma esteira transportadora inclinada a um ângulo de 36,9 ° acima da horizontal. Se a velocidade do monitor for de 2,10   c m / s constantes, qual trabalho é realizado sobre o monitor (a) pelo atrito, (b) pela gravidade e (c) pela força normal da esteira transportadora?

Passo 1

Fala galerinha, beleza?

Esse exercício é bem legalzinho e usando uma sacada rápida podemos resolver ele bem rapidinho...

O ponto chave é: a velocidade é constante, de modo que a força resultante é nula. Com isso, o trabalho da força resultante é nulo:

W = 0

Mas o trabalho da resultante é igual a soma dos trabalhos das três forças que atuam sobre o monitor:

W F a t + W P + W N = 0

Nós sabemos que o trabalho da normal é sempre nulo, de modo que

W N = 0   J → W F a t + W P = 0

Repare que isso já respondeu o item (c)!

Passo 2

Aqui vale uma observação importante e vou desenhar as forças que agem sobre o corpo para comentar isso:

Por incrível que pareça, a força de atrito aponta no sentido de movimento. Mas por que isso? Bom, isso acontece pois não se trata de um bloco deslizando na rampa, se trata de uma esteira. O atrito entre o bloco e a esteira faz com que o bloco suba junto com a esteira. Por isso é exatamente o atrito que faz com que o bloco suba. E para ficar mais estranho ainda, esse atrito é um atrito estático, já que o bloco está em repouso com relação a esteira.

Voltando ao nosso problema, temos que

W F a t + W P = 0

Vamos calcular o trabalho do peso e, com isso, tirar o trabalho do atrito. Repare que

W P = P   d cos ⁡ 90 ° + θ = - P   d   s e n   θ

Portanto,

W P = - 10,0 ⋅ 9,8 ⋅ 5,50 ⋅ s e n   36,9 °

Fazendo as contas:

W P = - 323,6   J

Com isso, temos que

W F a t = 323,6   J

Resposta

W F a t = 323,6   J

W P = - 323,6   J

W N = 0   J

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