Question

um bloco com kg de massa, desloca-se em um plano horizontal, sob açao de uma força horizontal de intensidade F=50N. O coeficiente de atrito entre o bloco e a superficie e igual a 0,3. Considerando g=10m/s2 determine:
A) O trabalho de cada uma das forças que atuam no bloco durante um deslocamento de 20m
B) O trabalho da força resultante nesse deslocamento de 20m

Answer 1

Vamos lá...


Nomenclaturas:

W = trabalho.
F = força.
P = peso.
m = massa.
g = gravidade.
N = normal.
u = coeficiente de atrito.
d = distância.
Fat = força de atrito.


Aplicação:

Neste exercício devemos começar definindo as forças que atuam nesse corpo, assim, vamos descreve-las, veja:

Força peso: verticalmente para baixo.
Força normal: verticalmente para cima.
Fat = horizontal, contrário ao movimento.
F = horizontal, favor ao movimento.

Agora que sabemos as forças que atuam nesse corpo, precisamos descobrir a intensidade da força de atrito contrária ao movimento, siga:

Fat = u × N.
Fat = 0,3 × 16,000.
Fat = 4,800N (Newtons).


"QUESTÃO A".

Vamos começar definindo o trabalho realizado pela força peso e pela força normal. Observe que tanto peso, quanto normal possuem a mesma intensidade mas em sentidos diferentes, no entanto, ambas formam 90° com a horizontal, assim:

"Trabalho da força Peso".

W = F × d × Cosθ.
W = (m × g) × d × Cosθ.
W = 1,600 × 10 × 20 × 0
W = 0.

Portanto, o trabalho realizado pela força peso equivale a zero.

"Trabalho realizado pela força Normal".

N = P.
W = F × d × Cosθ.
W = (m × g) × d × Cosθ.
W = 1,600 × 10 × 20 × 0
W = 0.

Portanto, o trabalho realizado pela força Normal também é nula.

"Trabalho realizado pela força de atrito".

W = - Fat × d × Cosθ.
W = - (u × N) × d × Cosθ.
W = - (0,3 × 16,000) × 20 × 1.
W = -96,000J (Joules).

"QUESTÃO B".

Veja que da força resultante é subtraído a força de atrito.

W = F × d × Cosθ.
W = (F - Fat) × d × Cosθ.
W = (F - u × N) × d × Cosθ.
W = (50 - 0,3 × 16,000) × 20 × 1.
W = (50 - 4,800) × 20.
W = -4,750 × 20.
W = - 95,000J (Joules).


Portanto, o trabalho realizado pela força resultante equivale a -95,000J (Joules).



Espero ter ajudado!