Um refrigerador de 95 Kg está parado sobre o solo. Quanto trabalho é necessário para movê-lo com velocidade constante por 4 m sobre o solo contra uma força de atrito de 180 N ?

Passo 1

O enunciado pede: “Quanto trabalho é necessário para mover o refrigerador com velocidade constante por 4\\ \text{m} sobre o solo contra uma força de atrito de 180\\ \text{N}?”\n
Informações dadas:
  • Massa do refrigerador: 95\\ \text{kg}.
  • Deslocamento horizontal: 4\\ \text{m}.
  • Força de atrito (oposta ao movimento): 180\\ \text{N}.
  • O movimento é com velocidade constante (isto é, aceleração nula).\n
    Pergunta explícita: calcular o trabalho necessário (valor numérico e unidade).

Passo 2

Conceito útil: trabalho de uma força. Para uma força constante que age durante um deslocamento, o trabalho é dado por
W=\vec F\cdot\vec s=F\,s\cos\theta,
onde:
  • \vec F é a força aplicada (módulo F),
  • \vec s é o deslocamento (módulo s),
  • \theta é o ângulo entre \vec F e \vec s,
  • W é o trabalho (positivo se a força tem componente na direção do deslocamento, negativo se oposta).\n
    Exemplo rápido: se uma força de 10\\ \text{N} é aplicada na mesma direção de um deslocamento de 2\\ \text{m}, então W=10\cdot2\cdot\cos 0^\circ=20\\ \text{J}.

Passo 3

Interpretação da condição “velocidade constante”: aceleração é zero, logo a soma vetorial das forças horizontais é zero. Como a força de atrito é de 180\\ \text{N} para trás, a força aplicada para frente deve ter módulo igual a 180\\ \text{N} para equilibrar e manter velocidade constante. Então o módulo da força que eu preciso aplicar é
F_{\text{aplicada}}=180\\ \text{N}.

Passo 4

Observação sobre forças verticais: há peso e reação normal (normalmente N=mg), mas o deslocamento é horizontal. O ângulo entre essas forças verticais e o deslocamento horizontal é 90^\circ, assim o trabalho delas é
W=N s\cos 90^\circ=0
e
W_{\text{peso}}=mg\,s\cos 90^\circ=0.
Portanto não precisamos considerar trabalho de peso ou normal para o trabalho total horizontal. A massa aparece só se precisássemos calcular a força de atrito a partir de um coeficiente; aqui a força de atrito já foi fornecida.

Passo 5

Cálculo do trabalho realizado pela força aplicada (que está na mesma direção do deslocamento, \theta=0^\circ):
W=F_{\text{aplicada}}\;s\cos 0^\circ=F_{\text{aplicada}}\;s.
Substituindo F_{\text{aplicada}}=180\\ \text{N} e s=4\\ \text{m}:
W=180\cdot 4=720.
Unidade: joules, então W=720\\ \text{J}.\n
Comentário físico final: esse é o trabalho positivo que eu preciso fornecer. A força de atrito realiza trabalho igual em módulo e negativo, -720\\ \text{J}, de modo que o trabalho total das forças sobre o refrigerador é zero (coerente com velocidade constante).

Resposta

720\\ \text{J}

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