Uma força de 12 N é aplicada paralelamente a um plano inclinado para mover uma caixa de 6 kg por 4 m .
- Calcule a aceleração da caixa e o trabalho realizado pela força.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o enunciado está pedindo. Temos uma força de 12 N sendo aplicada paralelamente a um plano inclinado para mover uma caixa de 6 kg por uma distância de 4 metros. Nosso objetivo aqui é calcular duas coisas:
- Aceleração da caixa
- Trabalho realizado pela força
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de Newton sobre a segunda lei do movimento e a definição de trabalho. Não se preocupe, vou explicar cada parte direitinho!
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a aceleração da caixa. Para isso, usamos a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante aplicada em um objeto é igual à massa desse objeto multiplicada pela sua aceleração:
Onde:
- $ F $ é a força aplicada (12 N)
- $ m $ é a massa da caixa (6 kg)
- $ a $ é a aceleração que queremos encontrar
Passo 3
Rearranjando a equação para resolver a aceleração ($ a $):
Substituindo os valores que temos:
Então, a aceleração da caixa é de 2 metros por segundo ao quadrado.
Passo 4
Agora, vamos calcular o trabalho realizado pela força. A definição de trabalho ($ W $) é a força aplicada multiplicada pela distância na direção da força:
Onde:
- $ F $ é a força aplicada (12 N)
- $ d $ é a distância percorrida (4 m)
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula do trabalho:
Portanto, o trabalho realizado pela força é de 48 Joules.
Resposta
A caixa tem uma aceleração de 2 m/s² e o trabalho realizado pela força é de 48 J.