Uma pequena caixa de 4 kg é puxada por uma força constante de
, que atua formando um ângulo de
para cima em relação à direção positiva de x . A caixa desliza em uma superfície horizontal sem atrito por
na direção positiva de x . Calcule o trabalho realizado por cada um das forças que atuam na caixa, e o trabalho total realizado sobre a mesma.
Passo 1
Beleza! A questão é sobre uma caixinha de massa 4 kg que a gente puxa com uma força de 10,0 N inclinada 60° pra cima (em relação ao eixo x). Ela desliza 0,8 m numa superfície lisa (sem atrito). A matéria envolvida é “trabalho de forças” em Física, e a fórmula principal que vamos usar é
Pra resolver, vamos:
1. Identificar todas as forças (tração, peso e normal).
2. Calcular o trabalho de cada uma usando a definição acima.
3. Somar tudo e achar o trabalho total.
Passo 2
Força de tração (
)
– Módulo:
– Deslocamento:
– Ângulo entre e o deslocamento (eixo x):
Aplicando
– Módulo:
– Deslocamento:
– Ângulo entre
Aplicando
Como
Passo 3
Peso (
)
– Módulo:
– Deslocamento horizontal, então o ângulo entre peso (vertical para baixo) e deslocamento (horizontal) é .
– Módulo:
– Deslocamento horizontal, então o ângulo entre peso (vertical para baixo) e deslocamento (horizontal) é
Passo 4
Força normal (
)
– Em superfície sem atrito, (mas apontando para cima).
– Ela é perpendicular ao deslocamento (ângulo ), então
– Em superfície sem atrito,
– Ela é perpendicular ao deslocamento (ângulo
Passo 5
Trabalho total
Basta somar todos:
Basta somar todos:
Resposta
Trabalho da força de tração:
Trabalho do peso:
Trabalho da força normal:
Trabalho total:
Trabalho do peso:
Trabalho da força normal:
Trabalho total: