A figura mostra uma bola de massa m rolando sem deslizamento numa trajetória espiral descendente no interior de um cone oco e numa região de campo gravitacional uniforme g → . O trabalho realizado pela força de contato da parede sobre a bola é:

(a) zero.

(b) depende da aceleração gravitacional local e da massa da bola.

(c) depende da forma da trajetória espiral

(d) positivo.

(e) negativo.

Passo 1

A força de contato da parede sobre a bola, nada mais é que a força normal. Lembrando que o trabalho realizado é calculado a partir do produto escalar da força com a trajetória, em outras palavras, pela fórmula:

W = F   .   d   . cos ⁡ θ

Onde θ é o ângulo entre a trajetória e a força. Quando esses dois fizerem 90° entre si, o trabalho realizado será nulo.

Passo 2

Em todos os casos a força normal é perpendicular a trajetória, vou te mostrar com algo mais básico, se liga nesse plano horizontal.

A força normal é perpendicular à trajetória portanto seu trabalho é:

W = F d c o s 90 = 0

No nosso caso vai acontecer o mesmo, independente desse plano estar inclinado ou não, se liga na figura:

A força normal será sempre perpendicular a superfície, não importa como ela seja.

Então podemos afirmar com 100% de certeza que o trabalho realizado pela força normal na nossa espiral é:

W = 0

Portanto, o trabalho da força de contato é nulo.

Resposta

Letra (a)

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