Um bloco de 2 kg está sendo levantado verticalmente por uma força constante de 40 N ao longo de uma distância de 20 metros.
Qual é o trabalho total realizado sobre o bloco? Considerando que o trabalho total é a soma dos trabalhos da força aplicada e da força gravitacional.

Passo 1

Beleza, olha só o que o enunciado tá pedindo:
– Temos um bloco de massa que a gente levanta pra cima com uma força constante de ao longo de .
– Queremos o trabalho total sobre o bloco, que é a soma do trabalho da força aplicada e do trabalho da força da gravidade.
Conteúdo: trabalho de forças constantes.
O que vamos usar:
  1. Definição de trabalho: .
  2. A força peso: , que aponta pra baixo.
  3. Ângulo entre força e deslocamento.

Passo 2

Primeiro, calcula o trabalho da força que puxa o bloco pra cima.
– A força aplicada é Waplicada = F,dcostheta = 40 times 20 times 1 = 800 J .
– O deslocamento é , todo pra cima.
– Como força e deslocamento estão na mesma direção, o ângulo , então .
Aplicando a fórmula:

Passo 3

Agora, faz o trabalho da força peso (gravidade).
– O peso do bloco é P = 2 times 9,8 = 19,6 N . Vamos usar Wpeso = P,dcos(180°) = 19,6 times 20 times (-1) = -392 J .
– Essa força aponta pra baixo, mas o deslocamento foi pra cima. O ângulo entre peso e deslocamento é , e .

Passo 4

Agora soma os dois trabalhos pra achar o total:
Wtotal = Waplicada + Wpeso = 800 + (-392) = 408 J

Resposta

O trabalho total realizado sobre o bloco é .

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