Uma caixa de 4,0 kg está inicialmente em repouso sobre uma mesa horizontal. Você empurra a caixa por 3,0 m com uma força horizontal de 25 N . O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a mesa é 0,35 .
(b) Calcule a energia dissipada pelo atrito.

Passo 1

Beleza, aqui a gente tem uma caixinha de massa que tá em repouso numa mesa super lisa (mas não tão lisa assim porque rola atrito cinético). Você empurra com uma força horizontal de ao longo de . O coeficiente de atrito cinético é .
Conteúdo da matéria: trabalho da força de atrito e energia dissipada.
O que precisamos:
  1. Calcular a força normal .
  2. Usar .
  3. Aplicar definição de trabalho pra achar a energia que virou calor (energia dissipada).

Passo 2

Primeiro, a força normal N = P = m g em uma superfície horizontal é igual ao peso da caixa:
N = 4,0 times 9,8 = 39,2 N
onde .
Então

Passo 3

Agora calculamos a força de atrito cinético:
Frm atrito = muk , N = 0,35 times 39,2 = 13,72 N
Essa força age sempre contrária ao movimento.

Passo 4

O trabalho realizado pela força de atrito (que é a energia dissipada) é dado por
Wrm atrito = Frm atrito times d,
sendo |Wrm atrito| = 13,72 times 3,0 = 41,16 J . Como a força de atrito aponta para trás e o deslocamento para frente, o trabalho vem negativo, mas se quisermos a energia dissipada em módulo (quanto calor foi gerado), usamos o valor positivo:

Resposta

A energia dissipada pelo atrito é aproximadamente .

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