Um caixote de madeira com massa de 10kg é empurrado sobre um piso horizontal por uma força horizontal F de intensidade 50N. O coeficiente de atrito entre o caixote e o piso é igual á 0,4. A aceleração da gravidade no local é igual a 10m por seg ao quadrado. Determine:
A- o trabalho de força resultante que atua sobre o caixote em um deslocamento de 10m;
B- a energia cinética do caixote ao final desse deslocamento. Sabendo que no início do deslocamento a velocidade do acixote era de 2m por seg ao quadrado.
Soluções para a tarefa
A- o trabalho da força resultante que atua sobre o caixote em um deslocamento de 10m equivale a 100 Joules.
B- a energia cinética do caixote ao final desse deslocamento equivale a 120 Joules.
A força resultante será equivalente à soma vetorial da força F de 50 Newtons aplicada e a força de atrito entre o caixote e o chão.
A força de atrito pode ser calculada pela seguinte equação, lembrando que na horizontal a força normal equivale ao peso do caixote -
Fat = μ. N
Fat = μ. P
Fat = μ. mg
Calculando a força resultante-
Fr = F - Fat
Fr = 50. 0,4. 10. 10
Fr = 50 - 40
Fr = 10 N
O trabalho mecânico de uma força está ligado ao deslocamento que a mesma provoca em um corpo.
Podemos calcular o trabalho de uma força por meio da seguinte equação -
T = F·ΔS·cosβ
Assim,
T = 10. 10. 1
T = 100 Joules
O trabalho equivale à variação da energia cinética.
T = ΔEc
100 = Ec final - Ec inicial
100 = Ecf - mV²/2
100 = Ecf - 10. 2²/2
100 = Ecf - 20
Ecf = 120 Joules