Para empurrar um caixote de
num piso sem atrito, um operário aplica uma força de 120 N , dirigida
acima da horizontal. Se o caixote se desloca
, qual é o trabalho realizado sobre o caixote: (a) pelo operário?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um caixote de 25,0 kg sendo empurrado por um operário com uma força de 120 N, inclinada 20° acima da horizontal, em um piso sem atrito. O caixote se desloca 3,00 metros. Precisamos calcular o trabalho realizado pelo operário sobre o caixote. Para isso, vamos usar conceitos de física relacionados ao trabalho e às forças.
Passo 2
O trabalho
realizado por uma força é dado pela fórmula:
onde:
-
é a força aplicada, -
é o deslocamento, -
é o ângulo entre a força e a direção do deslocamento.
Passo 3
Primeiro, precisamos encontrar a componente horizontal da força aplicada, já que o deslocamento ocorre na horizontal. A componente horizontal
da força é:
Substituindo os valores:
Passo 4
Calculando
:
Então,
Passo 5
Agora, utilizamos a fórmula do trabalho com a componente horizontal da força:
Substituindo os valores:
Resposta
O trabalho realizado pelo operário sobre o caixote é aproximadamente 338,3 joules.