UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Uma corda é usada para puxar um bloco de 5,00 kg com velocidade constante, por 5,00 m, em um piso horizontal com atrito. A tensão que a corda exerce sobre o bloco é 5,00 N, 10,0^circ acima da horizontal. Quais são (b) o trabalho realizado pelo atrito?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um bloco de 5 kg sendo puxado por uma corda com uma força de 5 N, formando um ângulo de 10° acima da horizontal. O bloco se move 5 metros em um piso com atrito e mantém velocidade constante. O conteúdo aqui envolve trabalho de forças e atrito. Para resolver, vamos precisar calcular a força de atrito e depois o trabalho que essa força realiza.

Passo 2

Primeiro, como o bloco está se movendo com velocidade constante, isso significa que a força resultante na direção do movimento é zero. Ou seja, a força puxando para frente (componente horizontal da tensão) está equilibrando exatamente a força de atrito que age para trás.

Passo 3

A tensão na corda tem um ângulo de 10° acima da horizontal, então precisamos encontrar apenas a componente horizontal dessa força para comparar com o atrito. Usamos a função cosseno para isso:
Thorizontal = T cdot cos(theta)
Onde $ T = 5,00 , N $ e $ \theta = 10° $.

Passo 4

Calculando a componente horizontal:
Thorizontal = 5,00 , N cdot cos(10°) approx 5,00 , N cdot 0,9848 approx 4,924 , N

Passo 5

Já que a força resultante é zero, a força de atrito $ F_{atrito} $ é igual e oposta à componente horizontal da tensão:
Fatrito

Passo 6

Agora, vamos calcular o trabalho realizado pelo atrito. O trabalho é dado por:
W = F cdot s cdot cos(phi)
Onde:
  • $ F = 4,924 , N $ (força de atrito)
  • $ s = 5,00 , m $ (distância)
  • $ \phi = 180° $ (porque o atrito atua na direção oposta ao deslocamento)
Como $ \cos(180°) = -1 $:
F = 4,924 , N

Resposta

O trabalho realizado pelo atrito é aproximadamente −24,6 J.

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