Para empurrar um caixote de 25,0 kg num piso sem atrito, um operário aplica uma força de 120 N , dirigida 20^circ acima da horizontal. Se o caixote se desloca 3,00 m, qual é o trabalho realizado sobre o caixote: (b) pela força gravitacional (peso)?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um caixote de 25 kg sendo empurrado por uma força de 120 N com um ângulo de 20° acima da horizontal, num piso sem atrito, e queremos descobrir o trabalho realizado pela força gravitacional (o peso) quando o caixote se move 3 metros. Vamos usar conceitos de trabalho e força na física para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho na física. Trabalho é a quantidade de energia transferida quando uma força move um objeto na direção dessa força. A fórmula para trabalho é:
W = F cdot d = F cdot d cdot cos(theta)
onde:
  • é o trabalho,
  • é a força aplicada,
  • é o deslocamento,
  • é o ângulo entre a força e o deslocamento.

Passo 3

Agora, vamos analisar a força gravitacional, que é o peso do caixote. O peso ( P = m cdot g ) é dado por:
P = 25,0 , kg times 9,8 , m/s^2 = 245 , N
onde:
  • é a massa do caixote,
  • é a aceleração da gravidade.
Calculando o peso:

Passo 4

A força gravitacional sempre atua para baixo, perpendicularmente ao deslocamento horizontal do caixote. Isso significa que o ângulo ( ) entre a força gravitacional e o deslocamento é de 90°.

Passo 5

Vamos aplicar a fórmula do trabalho para a força gravitacional:
W = P cdot d cdot cos(theta)
Substituindo os valores:
W = 245 , N times 3,00 , m times cos(90°)

Passo 6

Sabemos que W = 245 , N times 3,00 , m times 0 = 0 , J . Então:

Resposta

O trabalho realizado pela força gravitacional sobre o caixote é 0 joules.

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