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Enunciado

Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 7.Problemas Adicionais - Ex. 56

Para puxar um engradado de 50   k g sobre um piso horizontal sem atrito, um operário aplica uma força de 210   N que faz um ângulo de 20 ° para cima com a horizontal. Em um deslocamento de 3,0   m , qual é o trabalho realizado sobre o engradado (a) pela força do operário, (b) pela força gravitacional e (c) pela força normal do piso? (d) Qual é o trabalho total realizado sobre o engradado?

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? Nessa questão devemos perceber que somente três forças agem sobre a caixa, a força do operário, a força peso e a força normal.

Como todas elas são forças constantes, podemos usar a seguinte relação para calcular o trabalho:

W = F → ∙ d → = F   d cos ⁡ ϕ       e q . 1

Lembrando que para determinar o trabalho total, podemos usar essa fórmula individualmente para cada força e depois somar todos os trabalhos.

Passo 2

  1. Para determinar o trabalho da força que o operário faz sobre caixa, usaremos a e q . 1 :

W F = 210 × 3 × cos ⁡ 20 ° = 592   J

Passo 3

b-c) Bora resolver a b e c juntas! Repara que como o deslocamento ocorre na horizontal e, a força normal e o peso agem na vertical, elas são perpendiculares ao deslocamento.

Portanto, o ângulo entre elas e o deslocamento é ϕ = 90 ° e o cosseno de 90 ° é nulo. Assim:

W N = W P = 0

Passo 4

d) Com o trabalho realizado por cada força calculado, podemos determinar o trabalho total:

W t o t a l = W N + W P + W F = 0 + 0 + 592 = 592   J

Resposta

  1. W F = 592   J ;
  2. W P = 0 ;
  3. W N = 0 ;
  4. W t o t a l = 592   J .
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