(2,0) Um bloco de massa igual a 4.0 kg é puxado com velocidade constante, por uma distância de d=5 m, ao longo de um assoalho por uma corda que exerce uma força constante de módulo F=8 N formando um ângulo de 20^circ com a horizontal. Calcule: a) (0,75) o trabalho realizado pela corda sobre o bloco, b) (0,75) o trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco e c) (0,5) o trabalho total realizado sobre o bloco.

Passo 1

O enunciado dá um bloco de massa m=4,0 kg puxado com velocidade constante ao longo de d=5 m por uma corda que exerce força constante de módulo F=8 N fazendo ângulo theta=20^circ com a horizontal. Como a velocidade é constante, a aceleração é nula e o trabalho total sobre o bloco será zero. Vamos calcular:
  • (a) o trabalho da corda,
  • (b) o trabalho da força de atrito,
  • (c) o trabalho resultante total.

Passo 2

O trabalho realizado pela corda é o produto escalar entre vec F e o deslocamento vec d. Como vec d é horizontal,
Wrm corda = F,dcostheta =8cdot5cos20^circ =40cos20^circ approx37,6 J

Passo 3

Para velocidade constante, a força de atrito f se equilibra com a componente horizontal da corda:
f = Fcos20^circ approx8cos20^circapprox7,52 N
O trabalho da força de atrito é
Wrm atrito = -,f,d = -7,52cdot5approx-37,6 J

Passo 4

O trabalho total é a soma dos trabalhos de todas as forças. As únicas forças que fazem trabalho são a corda e o atrito (peso e normal não fazem, pois o deslocamento é horizontal), logo
Wrm total=Wrm corda+Wrm atrito =37,6+(-37,6)=0 J

Resposta

(a) 37,6 J
(b) -37,6 J
(c) 0 J

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