Um bloco de massa 5 kg que se move sobre uma superfície horizontal com velocidade de
quando fica sob a ação de uma força de atrito até parar completamente. a) Calcule o trabalho realizado pela força de atrito.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que envolve cinemática e trabalho de forças, especificamente o trabalho realizado pela força de atrito. A gente vai precisar usar conceitos de Movimento Uniformemente Variado (quando há aceleração ou desaceleração) e a fórmula do trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
- Massa do bloco, $ m = 5 , kg $
- Velocidade inicial, $ v_i = 4 , m/s $
- Velocidade final, $ v_f = 0 , m/s $ (porque o bloco para)
- Queremos encontrar o trabalho realizado pela força de atrito, $ W_{atrito} $
Passo 3
Sabemos que o trabalho realizado por uma força é dado pela mudança na energia cinética do objeto. Essa é a Teoria do Trabalho-Energia. A fórmula é:
Onde $ KE $ é a energia cinética.
Passo 4
Vamos calcular a energia cinética inicial e final.
Energia cinética inicial:
Energia cinética final:
Passo 5
Agora, aplicamos a fórmula do trabalho:
O sinal negativo indica que o trabalho foi realizado contra o movimento do bloco.
Resposta
O trabalho realizado pela força de atrito é de -40 J.