O bloco da figura, cuja massa é 5 kg , é movido ao longo do plano horizontal pela força
de intensidade
. Considere que o coeficiente de atrito cinético é de
e calcule o trabalho total realizado, no deslocamento de módulo 2 m . ()
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que o enunciado pediu e identificar o conteúdo que vamos usar. Temos um bloco de massa 5 kg sendo puxado por uma força de 120 N ao longo de um plano horizontal. O coeficiente de atrito cinético é 0,5 e precisamos calcular o trabalho total realizado quando o bloco se desloca 2 metros.
Conteúdo da matéria: Trabalho e Energia, especificamente o conceito de trabalho realizado por forças aplicadas e o trabalho contra o atrito.
O que vamos precisar:
- Fórmula do trabalho realizado por uma força: $ W = F \cdot s \cdot \cos(\theta) $
- Cálculo da força de atrito: $ f_k = \mu_k \cdot N $
- Compreender que no plano horizontal, a força normal $ N $ é igual ao peso do bloco: $ N = m \cdot g $
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o trabalho realizado pela força $ F $. Como a força está na mesma direção do deslocamento, o ângulo $ \theta $ entre elas é 0 graus, e $ \cos(0) = 1 $.
Então, o trabalho realizado pela força $ F $ é de 240 Joules.
Passo 3
Agora, vamos calcular o trabalho realizado contra o atrito. Primeiro, precisamos encontrar a força de atrito cinético $ f_k $.
No plano horizontal, a força normal $ N $ é igual ao peso do bloco:
Portanto,
Passo 4
Com a força de atrito calculada, podemos agora encontrar o trabalho realizado contra o atrito:
Esse é o trabalho que precisamos “gastar” para vencer o atrito.
Passo 5
Finalmente, o trabalho total realizado é a diferença entre o trabalho da força $ F $ e o trabalho contra o atrito:
Resposta
O trabalho total realizado no deslocamento de 2 metros é de 191 Joules.