Uma força F=32 N é aplicada sobre um bloco de 4,0 kg sobre uma superfície cujo coeficiente de atrito cinético vale 0,6. Ele se desloca por uma distância de 5 m .
Monte o diagrama de forças e calcule o trabalho realizado por todas as forças que agem sobre o bloco;

Passo 1

Então, beleza, vamos recapitular o que o exercício pede. A gente tem um bloco de massa sobre uma superfície com coeficiente de atrito cinético . Empurram o bloco com uma força horizontal de e ele anda .
Conteúdo: diagrama de forças (corpo livre) e trabalho de forças (definição ).
O que vai ser preciso:
  • Desenhar o diagrama e identificar forças (peso, normal, atrito e força aplicada).
  • Calcular a força de atrito cinético .
  • Usar pra cada força.

Passo 2

Primeiro, o diagrama de forças (plano horizontal):
• Peso pra baixo.
• Força normal pra cima, equilibrando o peso.
• Força aplicada horizontal pra frente.
• Força de atrito horizontal pra trás (contrária ao movimento).
Esse diagrama é chamado de “diagrama de corpo livre” e serve pra identificar direções e sentidos das forças.

Passo 3

Calcular a força de atrito cinético.
  1. A normal vale N = 4,0 times 9,8 = 39,2;N . Vamos usar fk = muk,N = 0,6 times 39,2 = 23,52;N :
  1. Aí a força de atrito é

Passo 4

Agora, o trabalho de cada força usando a fórmula WF = F,d,cos0° = 32 times 5 times 1 = 160;J .
  1. Trabalho da força aplicada Wfk = fk,d,cos180° = 23,52 times 5 times (-1) = -117,6;J : ela está colinear com o deslocamento ( WP = P,d,cos90° = mg times 5 times 0 = 0;J ), então
WN = N,d,cos90° = 0;J
  1. Trabalho da força de atrito : ela faz ângulo com o deslocamento (sempre contrário), logo
  1. Trabalho do peso : o peso é vertical, deslocamento é horizontal ( ), então
  1. Trabalho da normal : mesma situação (vertical vs. horizontal),

Passo 5

Pronto! Calculamos tudo:



Resposta

Trabalho da força aplicada:
Trabalho da força de atrito:
Trabalho do peso:
Trabalho da normal:

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