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
com velocidade constante, por
, em um piso horizontal com atrito. A tensão que a corda exerce sobre o bloco é
acima da horizontal. Quais são (b) o trabalho realizado pelo atrito?
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Uma corda é usada para puxar um bloco de
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:
Onde $ T = 5,00 , N $ e $ \theta = 10° $.
Passo 4
Calculando a componente horizontal:
Passo 5
Já que a força resultante é zero, a força de atrito $ F_{atrito} $ é igual e oposta à componente horizontal da tensão:
Passo 6
Agora, vamos calcular o trabalho realizado pelo atrito. O trabalho é dado por:
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 $:
Resposta
O trabalho realizado pelo atrito é aproximadamente −24,6 J.