Question

4) A força F de módulo 30 N atua sobre um objeto formando um ângulo constante de 60º com a direção do deslocamento do objeto. Se d=20m, o trabalho realizado pela força F, em Joules, é igual à? * a) 100 J b) 150 J c) 200 J d) 250 J e) 300 J

Answer 1

Trabalho mecânico:

❑ Para calcular o trabalho mecânico, isto é, trabalho realizado por uma força, devemos multiplicar a força aplicada no bloco pela distância percorrida pelo mesmo e pelo cosseno do ângulo caso seja necessário.

❑ Veja na imagem em anexo que quando fazemos a decomposição da força aplicada no bloco formamos um triângulo retângulo, a força na vertical ($\vec{F}_y$) não é suficiente para levantar o bloco por isso essa força não realiza trabalho sobre ele. Esta força juntamente com a normal são iguais ao peso, por isso o bloco está em equilíbrio estático na vertical, isto é, sem movimento na vertical.

- Já a força horizontal ($\vec{F}_x$) é a que realiza trabalho pois é a resultante sobre o bloco e produzirá movimento, porém é um movimento exclusivamente horizontal, ou seja, paralelo com a superfície.

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❑ Como se trata de um triângulo retângulo temos as seguintes condições:

$\vec{F} = h~(Hipotenusa) \\\\ \vec{F}_x = Ca~(Cateto~adjacente) \\\\ \vec{F}_y =Co~(Cateto~oposto)$

- Como sabemos que $\vec{F}_y$ não realiza trabalho vamos focar somente na força $\vec{F}_x$

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❑ Em um triângulo retângulo para descobrir o cosseno usamos:

$cos60\° = \dfrac{Ca}{h} \\\\\\ \dfrac{1}{2} = \dfrac{\vec{F}_x}{30} \\\\\\ \vec{F}_x = 30 \cdot \dfrac{1}{2} \\\\\\ \boxed{\boxed{\vec{F}_x = 15\:N}}$

Resolução:

❑ Agora que temos a força horizontal resultante sobre o bloco podemos descobrir o trabalho:

$\tau = \vec{F}_x \cdot d \\\\\\ \tau = 15 \cdot 20 \\\\\\ \boxed{\boxed{\tau = 300\:J}}$

Resposta:

- Alternativa e) 300 J.

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Estas respostas também podem ajudar ;)

⇒ Trabalho mecânico: https://brainly.com.br/tarefa/29787603  

⇒ Trabalho mecânico (com ângulo): https://brainly.com.br/tarefa/30106448  

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Espero ter ajudado, bons estudos

Matheus :D