Beleza, aqui a gente tem um bloco de gelo descendo com velocidade constante por um plano inclinado. O enunciado dá:
• massa do gelo
• comprimento do plano
• altura vertical
• coeficiente de atrito cinético
• o trabalhador empurra para cima com uma força paralela ao plano de forma que a velocidade seja constante.
Conteúdo: Mecânica básica (forças em plano inclinado, atrito, equilíbrio) e trabalho de uma força.
O que vamos precisar:
– Decompor o peso em componentes paralela e perpendicular ao plano.
– Usar para achar a força de atrito.
– Aplicar “força resultante zero” (velocidade constante).
– Calcular trabalho: .
Passo 2
Calcular seno e cosseno do ângulo do plano:
– .
– .
Passo 3
A gente coloca as forças ao longo do plano (eixo paralelo ao deslocamento):
Componente do peso para baixo:
Força de atrito para cima (porque o bloco desce):
Força do trabalhador também aponta para cima.
Como a velocidade é constante, a soma das forças é zero:
Logo
Fapprox 47,2cdot9,8cdot0,557 ;-;0,110cdot47,2cdot9,8cdot0,830 approx257,8;-;42,3 =215,5rm N
Substituindo , , , :
Passo 4
Trabalho realizado pelo trabalhador:
Definição de trabalho de uma força constante:
W=F,dcosphi,
onde Wrm trab = F,s,(-1) = -215,5times1,62 approx -349,1rm J é o deslocamento e é o ângulo entre força e deslocamento.
Aqui, o trabalhador empurra para cima e o bloco desloca para baixo, ou seja, e .
Então
Passo 5
Trabalho realizado pela gravidade:
Como a força peso atua na direção vertical, mas a gente pode usar a diferença de energia potencial:
Wg = -De
Ou diretamente, componente paralela Wg = (mgsintheta),s =257,8times1,62approx417,8rm J vezes :
É positivo porque a gravidade ajuda o bloco a descer.