Um bloco de massa
é empurrado por uma força horizontal de módulo
para subir um plano inclinado com
de extensão cujo ângulo
de inclinação com a horizontal é tal que
. Qual o trabalho que
realiza do começo ao fim do percurso.
Passo 1
O enunciado descreve um bloco de massa
que se desloca ao longo de um plano inclinado de comprimento
e inclinação
, empurrado por uma força horizontal constante de módulo
. Queremos calcular o trabalho realizado por essa força ao longo do percurso. Para isso vamos usar o conceito de trabalho de uma força constante:
onde
é o deslocamento do bloco.
Passo 2
Da geometria do plano inclinado sabemos que
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Passo 3
O deslocamento do bloco
ao subir o plano tem projeções horizontal e vertical dadas por
Como a força é puramente horizontal, só sua componente em
contribui para o trabalho.
Passo 4
Aplicando o produto escalar entre a força e o deslocamento: