(ITAJUBÁ) Um corpo é arrastado sobre uma superfície horizontal por uma força constante, de intensidade igual a 10,0 N, que faz com a horizontal um ângulo de 60^circ. Se durante a ação da força, o corpo se deslocou de 4,0 m e sua energia cinética variou de 12,0 J, qual é a intensidade da força média de atrito que a superfície exerceu sobre o corpo? Resp: 2,0 N

Passo 1

O enunciado descreve um corpo que é arrastado sobre uma superfície horizontal por uma força constante de intensidade ;10,0N, aplicada com um ângulo de ;60^circ em relação à horizontal. Durante o deslocamento de ;4,0m, a energia cinética do corpo varia em ;12,0J. Vamos usar o teorema trabalho–energia, que diz que a variação da energia cinética é igual ao trabalho resultante realizado sobre o corpo.

Passo 2

Calculamos o trabalho realizado pela componente da força na direção do deslocamento. Como a força faz um ângulo de ;60^circ com a horizontal, apenas a componente horizontal ;Fcos60^circ realiza trabalho sobre o corpo. Assim,
Wrm F = F ,d,cos60^circ = 10,0 times 4,0 times tfrac12 = 20,0J

Passo 3

Segundo o teorema trabalho–energia,
De<a K = Wrm F + Wrm atrito,
onde Wrm atrito é o trabalho realizado pela força de atrito. Substituindo De<a K=12,0J e Wrm F=20,0J, obtemos
Wrm atrito = De<a K - Wrm F = 12,0 - 20,0 = -8,0J

Passo 4

A força de atrito é constante e atua sempre no sentido oposto ao deslocamento, logo o seu trabalho é dado por
Wrm atrito = -Frm atrito,d
Igualando a -8,0J e resolvendo para Frm atrito, temos
- Frm atrito times 4,0 = -8,0 Longrightarrow Frm atrito = 8,04,0 = 2,0N

Resposta

A intensidade da força média de atrito é 2,0N.

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