Question

Uma pessoa em repouso sobre um piso horizontal observa um cubo, de massa 0,20 kg, que desliza sobre o piso, em movimento retilíneo de translação. Inicialmente, o cubo desliza sem atrito, com velocidade constante de 2 m/s. Em seguida, o cubo encontra pela frente, a atravessa em linha reta, um trecho do piso, de 0,3 m, onde existe atrito. Logo após a travessia deste trecho, a velocidade de deslizamento do cubo é de 1 m/s. Para aquele observador, qual foi o trabalho realizado pela força de atrito sobre o cubo?

Answer 1

A energia que o cubo tem nesse trajeto é a energia cinética, pois está em movimento. Se substrairmos da energia cinética inicial a energia cinética final, vamos obter a energia dissipada no trecho com atrito, ou seja, o trabalho da força de atrito:

$E_{c_o} - E_{c_f} = \tau_{fat} \\ \tau_{fat} = \frac{m {v_o }^{2} }{2} - \frac{m {v_f }^{2} }{2} \\ \tau_{fat} = \frac{0.2 \times {2}^{2} }{2} - \frac{0.2 \times {1}^{2} }{2} \\ \tau_{fat} = 0.4 - 0.1 \\ \tau_{fat} = 0.3J$

Porém, como a força de atrito é de sentido oposto ao deslocamento, o trabalho é negativo:

$\boxed{\tau_{fat} = - 0.3J}$