Um operário empurra um caixote de repolhos (massa total
), em um piso de concreto, com uma força horizontal constante de módulo 50 N . Em Deslocamento retilíneo de módulo
, a velocidade do caixote diminui de vo
para v
. (a) Qual foi o trabalho realizado pela força e sobre que sistema o trabalho foi realizado? (b) Qual é o aumento
da energia térmica do caixote e do piso?
Passo 1
O enunciado descreve um caixote de massa
que recebe uma força horizontal constante de módulo
e se desloca retilineamente uma distância
, com velocidade caindo de
para
. O conteúdo é trabalho de uma força e transformação de energia mecânica em térmica, usando a definição de trabalho e o teorema da energia cinética.
Passo 2
Calculamos o trabalho realizado pela força aplicada
sobre o caixote pelo produto escalar
Esse trabalho foi realizado sobre o sistema constituído pelo caixote (repolho
aixote).
Passo 3
Aplicamos o teorema da energia cinética ao caixote:
Calculando
Passo 4
O trabalho total é a soma do trabalho da força aplicada
e do trabalho da força de atrito
:
Passo 5
Esse valor negativo de
corresponde à energia mecânica dissipada em calor. Logo, o aumento de energia térmica do caixote e do piso é
Resposta
(a)
, trabalho realizado sobre o caixote.
(b) .
(b)