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: (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:
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 (
) é dado por:
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:
Substituindo os valores:
Passo 6
Sabemos que
. Então:
Resposta
O trabalho realizado pela força gravitacional sobre o caixote é 0 joules.