(ITAJUBÁ) Um corpo é arrastado sobre uma superfície horizontal por uma força constante, de intensidade igual a
, que faz com a horizontal um ângulo de
. Se durante a ação da força, o corpo se deslocou de
e sua energia cinética variou de
, qual é a intensidade da força média de atrito que a superfície exerceu sobre o corpo? Resp:
Passo 1
O enunciado descreve um corpo que é arrastado sobre uma superfície horizontal por uma força constante de intensidade
, aplicada com um ângulo de
em relação à horizontal. Durante o deslocamento de
, a energia cinética do corpo varia em
. 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
com a horizontal, apenas a componente horizontal
realiza trabalho sobre o corpo. Assim,
Passo 3
Segundo o teorema trabalho–energia,
onde
é o trabalho realizado pela força de atrito. Substituindo
e
, obtemos
Passo 4
A força de atrito é constante e atua sempre no sentido oposto ao deslocamento, logo o seu trabalho é dado por
Igualando a
e resolvendo para
, temos
Resposta
A intensidade da força média de atrito é
.