Um bloco está livre, sem atrito, em uma mesa horizontal. Um homem aplica uma força constante de 5 N no bloco. A direção da força é de
em relação à horizontal. A força é aplicada enquanto o bloco se desloca por uma distância de 10 m .
a. Qual é o trabalho realizado pelo homem?
b. Qual é o trabalho realizado pela força da gravidade? Justifique.
c. Qual é o trabalho realizado pela mesa sobre o bloco? Justifique.
d. Qual é o trabalho total realizado.
a. Qual é o trabalho realizado pelo homem?
b. Qual é o trabalho realizado pela força da gravidade? Justifique.
c. Qual é o trabalho realizado pela mesa sobre o bloco? Justifique.
d. Qual é o trabalho total realizado.
Passo 1
O enunciado descreve um bloco sem atrito sobre uma mesa horizontal, sujeito a uma força constante de magnitude
aplicada a um ângulo
acima da horizontal, que desloca o bloco por
. Para calcular o trabalho de cada força, usamos a definição
onde
é o ângulo entre a força e o deslocamento.
Passo 2
Para o trabalho realizado pelo homem, a força faz ângulo de
com o deslocamento (que é horizontal). Assim,
Passo 3
A força da gravidade atua verticalmente para baixo, enquanto o deslocamento é horizontal. O ângulo entre peso e deslocamento é
, logo
Portanto, o trabalho da gravidade é nulo.
Passo 4
A força normal da mesa atua verticalmente para cima, também perpendicular ao deslocamento horizontal. Logo,
O trabalho da normal é, portanto, zero.
Passo 5
O trabalho total é a soma dos trabalhos das forças envolvidas:
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)