Questão-4: (2,0 pontos)
Um bloco de 20 kg é arrastado sobre uma superficie horizontal onde o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é 0,4. O bloco, que estava em repouso no ponto A passa pelo ponto B , distante de 20 m , com uma velocidade de
. Sabendo-se que o ângulo é de 30 graus com a horizontal. Faça um diagrama de forças que atuam sobre o bloco.
a) Qual o trabalho da força resultante no trecho AB ?
b) Qual o trabatho reatizado pela força F no trecho AB?
Um bloco de 20 kg é arrastado sobre uma superficie horizontal onde o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é 0,4. O bloco, que estava em repouso no ponto A passa pelo ponto B , distante de 20 m , com uma velocidade de
a) Qual o trabalho da força resultante no trecho AB ?
b) Qual o trabatho reatizado pela força F no trecho AB?
Passo 1
Beleza, aqui o que tá rolando: um bloco de 20 kg é puxado num piso horizontal com atrito cinético μ = 0,4. Ele parte do repouso em A, anda 20 m até B e chega com 5 m/s. A força de tração F faz 30° com a horizontal.
Conteúdo: Trabalho de forças, Teorema Trabalho–Energia, Segunda Lei de Newton e força de atrito.
O que a gente vai precisar:
Conteúdo: Trabalho de forças, Teorema Trabalho–Energia, Segunda Lei de Newton e força de atrito.
O que a gente vai precisar:
- Diagrama de forças (peso, normal, atrito e tração)
- Teorema Trabalho–Energia para achar o trabalho da resultante
- Cinemática (para achar a aceleração)
- Newton para achar o valor de F, daí calcular o trabalho de F
Passo 2
Diagrama de forças no bloco:
- Peso:
apontando pra baixo. - Força normal:
pra cima. - Força de atrito cinético:
apontando contra o movimento (pra esquerda). - Força de tração:
puxando pra direita, mas inclinada em (com componentes horizontal e vertical pra cima).
Passo 3
A gente usa o Teorema Trabalho–Energia:
Como
Passo 4
Pra achar a força F depois, precisamos da aceleração. Vindo da cinemática (sem tempo):
Passo 5
No eixo vertical (sem aceleração):
Logo o atrito é
Passo 6
Agora a Segunda Lei no eixo horizontal:
Substituindo
Fazendo as contas:
– Lado direito: .
– .
Então
– Lado direito:
–
Então
Passo 7
Por fim, o trabalho da força F ao longo dos 20 m:
Resposta
a) Trabalho da força resultante: 250 J
b) Trabalho da força F: cerca de 1 480 J
b) Trabalho da força F: cerca de 1 480 J