Uma força F, horizontal de modulo F=100N é exercida sobre um bloco que desliza ao longo de um plano horizontal com velocidade constante num deslocamento d=2,0m. Determine:
a) o trabalho da força F
b)o trabalho da força de atrito
c)o trabalho do peso do bloco

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que está acontecendo aqui. Temos um bloco sendo puxado por uma força horizontal de $ F = 100 , N $ ao longo de uma distância de $ d = 2{,}0 , m $ em um plano horizontal. O bloco está se movendo com velocidade constante. Vamos usar conceitos de trabalho na física para descobrir o trabalho realizado pela força $ F $, pela força de atrito e pelo peso do bloco.

Passo 2

a) Trabalho da força $ F $
Primeiro, vamos calcular o trabalho feito pela força $ F F ó W $) é:
F
  • $ F $ é a força aplicada (100 N).
  • $ d $ é a distância percorrida (2,0 m).
  • $ \theta $ é o ângulo entre a força e a direção do deslocamento.
Como a força $ F $ é horizontal e o bloco se move na mesma direção, o ângulo $ \theta = 0° $. Sabemos que $ \cos(0°) = 1 $.
Então:
W

Passo 3

b) Trabalho da força de atrito
Como o bloco está se movendo com velocidade constante, a força de atrito ($ f $) deve estar equilibrando a força $ F $. Isso significa que $ f = -100 , N $ (a força de atrito é oposta à direção do movimento).
Usando a mesma fórmula do trabalho:
f
Aqui, a força de atrito está na direção oposta ao deslocamento, então $ \theta = 180° $ e $ \cos(180°) = -1 $.
Então:
F
O sinal negativo indica que a força de atrito está retirando energia do sistema.

Passo 4

c) Trabalho do peso do bloco
O peso ($ P $) do bloco atua verticalmente para baixo, enquanto o deslocamento é horizontal. O ângulo entre a força do peso e o deslocamento é $ \theta = 90° $. Sabemos que $ \cos(90°) = 0 $.
Usando a fórmula do trabalho:
P
Portanto, o trabalho feito pelo peso do bloco é zero, já que a força é perpendicular ao deslocamento.

Resposta

a) O trabalho da força $ F $ é $ 200 , J $.
b) O trabalho da força de atrito é $ -200 , J $.
c) O trabalho do peso do bloco é $ 0 , J $.

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