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.
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.
– Temos um bloco de massa
– 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:
O que vamos usar:
- Definição de trabalho:
. - A força peso:
, que aponta pra baixo. - Ângulo entre força e deslocamento.
Passo 2
Primeiro, calcula o trabalho da força que puxa o bloco pra cima.
– A força aplicada é .
– O deslocamento é , todo pra cima.
– Como força e deslocamento estão na mesma direção, o ângulo , então
.
Aplicando a fórmula:
– A força aplicada é
– O deslocamento é
– Como força e deslocamento estão na mesma direção, o ângulo
Aplicando a fórmula:
Passo 3
Agora, faz o trabalho da força peso (gravidade).
– O peso do bloco é . Vamos usar
.
– O peso do bloco é
– 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:
Resposta
O trabalho total realizado sobre o bloco é
.