Enunciado

Um caminhão-reboque puxa um carro por 5,0   k m ao longo de uma estrada horizontal usando um cabo com tensão de 850   N .

a) Quanto trabalho o cabo realiza sobre o carro, se ele o puxa horizontalmente? E se o cabo puxar a um ângulo de 35,0 ° acima da horizontal?

b) Quanto trabalho o cabo realiza sobre o caminhão reboque em ambos os casos do item (a)?

c) Quanto trabalho a gravidade realiza sobre o carro no item (a)?

Passo 1

Opa, bora resolver esse problema!

Aqui a gente tem um caminhão rebocando um carro com o auxílio de um cabo. O caminhão anda preso ao carro por 5   k m e a tensão do cabo é 850   N .

A primeira coisa que devemos responder é o trabalho do cabo em cima do carro caso ele játeja na horizontal e a 35,0 ° acima da horizontal!

Primeiro devemos identificar as forças e a direção com o deslocamento. No primeiro caso, quando o carro é puxado horizontalmente, o ângulo é 0 ° e a força vale 850 N .

Usamos a fórmula:

W = F d   c o s θ

V = 850 × 5000 × c o s 0 = 4,25 × 10 6 J

Já quando o carro é puxado com um ângulo de 35 ° com a direção do deslocamento (horizontal), aplicando a fórmula:

W = F   d   c o s θ = 850   ×     5000   × c o s 35 = 3,48 × 10 6 J

Passo 2

Agora, quanto é o trabalho que o cabo vai realizar no caminhão nesses casos?

O cabo vai realizar o mesmo trabalho em termos de valor, mas agora os ângulos serão outros. Ao invés de θ = 0 , será θ = 180 ° , pois ele puxa em sentido oposto o carro. E ao invés de ser θ = 35 ° , será 215 ° . Os valores em módulo são os mesmos, mas ambos sinais são negativos, assim:

W = - 4,25 × 10 6 J

E

W = - 3,48 × 10 6 J

Passo 3

E quanto a gravidade? Ah! Essa não realiza trabalho algum! Ela atua verticalmente no carro, enquanto que o deslocamento foi apenas horizontal. Outra coisa a ser levada em conta é que o ângulo entre a força peso e o deslocamento é de 90 ° , e cos ⁡ 90 = 0 .

W = F d   c o s θ = m g . d   . 0 = 0

Resposta

a )   W = 4,25 × 10 6 J   ; W = 3,48 × 10 6 J

b ) W = - 4,25 × 10 6 J   ; W = - 3,48 × 10 6 J

c )   0 J

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

As três cordas que aparecem na vista aérea da FIGURA EX11.12 são usadas para arrastar um caixote por 3,0 m sobre um piso. Quanto trabalho é realizado por cada uma das três forças?
Enquanto um pêndulo simples balança para frente e para trás, as forças que agem sobre o corpo suspenso são a força gravitacional,a tensão na corda de sustentação ea resistência do ar. Quais dessas for
Alex e John estão carregando armários idênticos em um caminhão. Alex levanta seu armário do chão diretamente para cima até a caçamba do caminhão e John desliza o armário para cima em uma rampa áspera
Mark e David estão carregando blocos de cimento idênticos na caminhonete do David. Mark levanta seu bloco do chão diretamente e David desliza o bloco sobre uma rampa contendo rodízios sem atrito. Qual
Um trabalhador empurra um carrinho de mão com uma força horizontal de 50N sobre um chão nivelado por uma distância de 5,0m . Se uma força de atrito de 43N age sobre o carrinho de mão em uma direção op