Um trabalhador de uma fábrica exerce uma força horizontal para empurrar um engradado de
ao longo de um piso plano por uma distância de
a uma velocidade constante. O coeficiente de atrito cinético entre o engradado e o piso é igual a 0,25 .
(a) Qual o módulo da força aplicada pelo trabalhador?
(b) Qual o trabalho realizado por essa força?
© Qual o trabalho realizado pela força de atrito?
(d) Qual o trabalho exercido pela força normal e peso?
(e) Qual a variação da energia cinética do engradado?
(a) Qual o módulo da força aplicada pelo trabalhador?
(b) Qual o trabalho realizado por essa força?
© Qual o trabalho realizado pela força de atrito?
(d) Qual o trabalho exercido pela força normal e peso?
(e) Qual a variação da energia cinética do engradado?
Passo 1
Beleza, resumo rápido: a gente tem um caixote de massa
empurrado horizontalmente por
a velocidade constante. O coeficiente de atrito cinético é
.
Conteúdo: força de atrito, força normal, trabalho de uma força e teorema trabalho-energia cinética.
O que vamos usar:
Conteúdo: força de atrito, força normal, trabalho de uma força e teorema trabalho-energia cinética.
O que vamos usar:
- Força de atrito
. - Trabalho de uma força
. - Como a velocidade é constante, a resultante é zero, logo a força aplicada iguala a de atrito.
- Teorema do trabalho: soma dos trabalhos = variação de energia cinética.
Passo 2
Primeiro, a força normal
num plano horizontal sem outras verticais é
Então a força de atrito cinético é
Como a velocidade não muda, a força que o trabalhador aplica na horizontal tem que valer exatamente
, ou seja
Passo 3
Trabalho da força aplicada: ela faz ângulo zero com o deslocamento, então
Passo 4
Trabalho da força de atrito: ela aponta para trás (180° em relação ao deslocamento), logo
Passo 5
Força normal e peso são perpendiculares ao deslocamento (ângulo de 90°), então os trabalhos são
Passo 6
Pelos trabalhos somados (aplicada + atrito + normal + peso) a soma é zero, então pelo teorema trabalho-energia
Resposta
a)
b)
c)
d) e
e)
b)
c)
d)
e)