Urgente pfff <3 Na figura, uma força externa constante P = 160N é aplicada a uma caixa de 20,0

Urgente pfff <3 Na figura, uma força externa constante P = 160N é aplicada a uma caixa de 20,0 kg que está sobre uma superfície horizontal rugosa. Enquanto a força empurra a caixa a uma distância de 8,00m, a velocidade muda de 0,500 m/s para 2,60 m/s. O trabalho feito por fricção durante este processo é o mais próximo de

a) +1110 J.
b)+1170 J.
c) -1170 J.
d) -1040 J.
e) +1040 J.


Urgente pfff <3 Na figura, uma força externa constante P = 160N é aplicada a uma caixa de 20,0

1 Resposta

  • dailaneazevedo

    d) -1040 J

    Explicação:

    Ele quer o trabalho feito por fricção, ou seja, o trabalho feito pela força de atrito (Fat).

    O atrito é uma força não conservativa, ou seja, é do tipo que seu trabalho depende da trajetória.

    Além da Fat, temos outro força não conservativa no sistema, que é a força P atuante no bloco, pois seu trabalho também depende da trajetória.

    Lembre-se da fórmula de trabalho: tau = F.d.costheta, ou seja, quanto maior o "d", maior será o trabalho, por isso a trajetória importa tanto para F como para Fat.

    Agora vamos lembrar como calcular o trabalho das forças não conservativas:

    tau_{nc} = Delta E_m

    Ou seja, o trabalho das forças não conservativas é igual à variação da energia mecânica. E a energia mecânica é composta de energia cinética e potencial.

    Vamos desenvolver essa equação.

    tau_{nc} = Delta E_m\\tau_{Fat} + tau_{P} = (Ec_f+Ep_f) - (Ec_i + Ep_i)

    Não existe variações de energia potencial no sistema, então vamos desconsiderá-la:

    tau_{Fat} + tau_{P} = (Ec_f) - (Ec_i)

    O trabalho da força P é realizado apenas na horizontal, pois o bloco só se desloca na horizontal e não na vertical, por isso só a componente horizontal (Px) é relevante.

    Para calculá-la basta usar o ângulo dado de 30º:

    P_x = P.costheta = 160.frac{sqrt{3}}{2} = 80sqrt{3}

    Agora basicamente temos todos os valores necessários para substituir na equação:

    tau_{Fat} + tau_{P} = (Ec_f) - (Ec_i)\\ tau_{Fat} + P_x.d.costheta = frac{m.v_f^2}{2} - frac{m.v_i^2}{2}\\tau_{Fat} + 80sqrt{3}.8.1 = frac{20.(2,6)^2}{2} - frac{20.(0,5)^2}{2}\\tau_{Fat} + 640sqrt{3} = 67,6 - 2,5\\tau_{Fat} = 65,1 - 640sqrt{3}\\(aproximando sqrt{3} para 1,73)\\tau_{Fat} = -1042,1 J

    Como ele pede o valor mais próximo, fica -1040 J (letra d)

    Note que o trabalho é negativo, afinal a força de atrito é é contrária ao deslocamento (trabalho resistente).

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