Considere um bloco sendo puxado por uma força
, medida em Newtons, sob um plano com coeficiente de atrito cinético de valor
. Considere apenas movimento horizontal. Considere que o bloco inicia o movimento com velocidade .
a) Calcule o trabalho realizado por
ao deslocar o bloco por 5 m .
b) Calcule o trabalho realizado por
durante o mesmo deslocamento.
c) Calcule o trabalho realizado pela força resultante que atua no bloco durante o deslocamento de 5 metros.
d) Qual a velocidade do bloco na posição 5 metros? Qual seria essa velocidade se não houvesse atrito?
a) Calcule o trabalho realizado por
b) Calcule o trabalho realizado por
c) Calcule o trabalho realizado pela força resultante que atua no bloco durante o deslocamento de 5 metros.
d) Qual a velocidade do bloco na posição 5 metros? Qual seria essa velocidade se não houvesse atrito?
Passo 1
O enunciado diz que um bloco é puxado horizontalmente por
(N), sobre um plano com coeficiente de atrito cinético
. O bloco parte com velocidade inicial
(m/s) e é deslocado
m. Precisamos achar:
a) o trabalho de ,
b) o trabalho da força de atrito,
c) o trabalho da força resultante,
d) a velocidade final com atrito e, como comparação, sem atrito.
Note que para calcular o atrito precisamos de e de
, que não foram dados; faremos as expressões em função de
e
.
a) o trabalho de
b) o trabalho da força de atrito,
c) o trabalho da força resultante,
d) a velocidade final com atrito e, como comparação, sem atrito.
Note que para calcular o atrito precisamos de
Passo 2
O trabalho da força externa constante
que desloca o bloco em
na mesma direção de
é
Substituindo
N e
m, obtemos
Passo 3
A força de atrito cinético tem módulo
sempre oposta ao deslocamento. O trabalho dessa força em
é
Usando
e
,
Passo 4
O trabalho da força resultante é a soma
Passo 5
Pela Teorema do Trabalho e Energia Cinética,
Então
Logo a velocidade final com atrito é
Se não houvesse atrito (
), a resultante seria só
e teríamos
Resposta
(a)
J.
(b) J.
(c) J.
(d)
,
.
Nota: para valores numéricos de e
é preciso conhecer a massa
do bloco e o valor de
.
(b)
(c)
(d)
Nota: para valores numéricos de