Uma caixa se move a
no sentido positivo do eixo
devido a uma força de
que faz um angulo de 60 graus com a horizontal. Ao mesmo tempo uma força de
no sentido negativo do eixo
se opõe ao movimento.
(a) Qual é a potência devido a cada uma das forças ?
(a) Qual é a potência devido a cada uma das forças ?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma caixa que está se movendo a 3,0 m/s na direção positiva do eixo x por causa de uma força de 4,0 N que faz um ângulo de 60 graus com a horizontal. Ao mesmo tempo, tem outra força de 2,0 N na direção negativa do eixo x que está tentando parar a caixa. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a potência gerada por cada uma dessas forças. Para isso, vamos usar conceitos de força, movimento e potência.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que potência (
) é a taxa de realização de trabalho e pode ser calculada usando a fórmula:
Isso significa que a potência é o produto da força (
Passo 3
Vamos calcular a potência da primeira força (
) que está fazendo um ângulo de 60 graus com a horizontal. A velocidade da caixa é
.
Primeiro, identificamos o ângulo entre a força e a direção do movimento, que é 60 graus. Então, aplicamos a fórmula:
Sabendo que
:
Passo 4
Agora, vamos calcular a potência da segunda força (
) que está na direção negativa do eixo x, ou seja, diretamente oposta ao movimento. O ângulo entre essa força e a direção do movimento é de 180 graus.
Aplicando a fórmula da potência:
Sabendo que
:
Resposta
A potência devido à força de 4,0 N é 6,0 W, e a potência devido à força de 2,0 N é -6,0 W.