Exercícios Resolvidos de Trabalho

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Enunciado

Um bloco de massa 5   k g está sendo puxado ao longo de uma superfície com atrito. Se F 1 = 100   N é a força externa que puxa o bloco, F 2 a força de atrito, F 3 a força peso, F 4 a força normal e F 5 a força resultante, todas elas atuando sobre o corpo, o trabalho de cada uma dessas forças, após o bloco deslocar-se por 2 metros a velocidade constante vale, respectivamente:

(A) 200   J , - 200   J , 0 , 0 , 0 ;

(B) 200   J , - 200   J , 0   J , 0   J , 200   J ;

(C) - 200   J , 200   J , 100   J , 100   J , 0 ;

(D) - 200   J , 200   J , 100   J , - 100   J , 20 0   J ;

(E) 200   J , - 200   J , 100   J , 100   J , 0 ;

Passo 1

“...deslocar-se por 2 metros a velocidade constante...”

Opaaa, se o bloco se move a velocidade constante, ele não tem aceleração. Logo, temos informação bem importante...

O bloco está em equilíbrio de forças!

Ou seja, o somatório de todas as forças sobre ele é zero:

F R = m a → a = 0

F R = 0

Então, já sabemos que a força resultante F 5 é nula:

F 5 = 0

Ou seja, seu trabalho é zero:

W F 5 = 0

Já eliminamos as alternativas (B) e (D), agora vamos analisar o trabalho das outras forças.

Passo 2

A força F 1 puxa o bloco ao longo da superfície, enquanto a força de atrito F 2 será contra o movimento.

Mas antes de desenharmos as forças, repara em uma coisa...

Ele não disse se a superfície tem uma inclinação ou é horizontal.

Porém, nesse caso, para qualquer inclinação, a força Normal F 4 sobre o bloco será perpendicular ao deslocamento:

Assim, seu trabalho é zero sobre esse deslocamento:

W F 4 = 0

Logo, já matamos que a resposta é a letra (A), pois é a única com o trabalho da força normal F 4 nulo.

Mas vamos dar uma olhada no trabalho das outras forças.

Passo 3

Assumindo que o plano é horizontal, temos as forças assim:

Sobre o trabalho da força peso F 3 , podemos pensar que não há variação de altura ou então que a força está perpendicular ao movimento.

As duas justificativas são equivalentes e mostram que:

W F 3 = 0

Já a força F 1 está na mesma direção e sentido do deslocamento, portanto seu trabalho será:

W F 1 = F 1 . d

W F 1 = 100 2

W F 1 = 200   J

Por último vamos à força de atrito F 2 .

Como o bloco está em equilíbrio, temos que:

F 1 - F 2 = 0

F 2 = F 1

F 2 = 100   J

Ou seja, a força de atrito tem o mesmo módulo da força que puxa o bloco, mas com o sentido oposto.

Como ela está na mesma direção do deslocamento mas com sentido contrário, seu trabalho é negativo e pode ser calculado com:

W F 2 = - F 2 . d

W F 2 = - 100 2

W F 2 = - 200   J

Então confirmamos que a resposta realmente é a letra (A).

OBS: Aquela massa de 5   k g do enunciado não serve pra nada, é só pra confundir o pessoal mesmo haha.

Resposta

Letra (A)

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