1. (IDECAN/IFPA, PROFESSOR DE FÍSICA, EDITAL 01/2025) Um técnico movimenta uma caixa de 30 kg ao longo de um piso rugoso, puxando-a com uma corda inclinada a 60^{\circ} acima da horizontal, com uma força de tração de módulo 120 N . A caixa se desloca 5,0 \mathrm{~m} na direção horizontal. Durante esse movimento, atuam sobre a caixa: uma força horizontal de resistência do ar de 20 N, e uma força de atrito cinético com o solo de 50 N , ambas contrárias ao movimento. Determine o trabalho total realizado sobre a caixa durante o deslocamento.
    (a) 50 J , havendo ganho da energia mecânica.
    (b) 100 J , havendo ganho da energia cinética.
    (c) -100 J , havendo perda da energia cinética.
    (d) Nulo.
    (e) -50 J , havendo perda da energia mecânica.

Passo 1

O enunciado descreve uma caixa de massa 30,kg que se desloca 5{,}0,m horizontalmente, puxada por uma corda que exerce uma força de tração de 120,N inclinada a 60^\circ acima da horizontal. Além disso atuam forças de resistência do ar de 20,N e de atrito cinético de 50,N, ambas contrárias ao movimento. Para resolver, vamos usar o conceito de trabalho de uma força constante:
W = F \, d \,\cos\theta
e lembrar que o peso e a normal não realizam trabalho no deslocamento horizontal.

Passo 2

Calcular o trabalho realizado pela força de tração:
W_{\rm tração} = F \, d \,\cos\theta = 120 \times 5{,}0 \times \cos 60^\circ = 120 \times 5{,}0 \times 0{,}5 = 300\\ \text{J}.çã

Passo 3

Calcular o trabalho realizado pelas forças de resistência (sempre negativo, pois são contrárias ao movimento):
W_{\rm ar} = -20 \times 5{,}0 = -100\\ \text{J},
W_{\rm atrito} = -50 \times 5{,}0 = -250\\ \text{J}.

Passo 4

Somar todos os trabalhos para obter o trabalho total:
W_{\rm total} = W_{\rm tração} + W_{\rm ar} + W_{\rm atrito} = 300 - 100 - 250 = -50\\ \text{J}.çã

Resposta

(e) -50,J, havendo perda da energia mecânica.

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