Problemas Resolvidos de Física

Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
Problemas Resolvidos de Física
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE
JANEIRO, 1996.
FÍSICA 2
CAPÍTULO 7 – TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA
10. Um operário empurrou um bloco de 27 kg por uma distância de 9,2 m num piso plano, com
velocidade constante, aplicando uma força dirigida 32o abaixo da horizontal. Se o coeficiente de
atrito dinâmico é 0,20, qual o trabalho executado pelo operário sobre o bloco?
(Pág. 150)
Solução.
Considere o seguinte esquema da situação:
Como o bloco desloca-se com velocidade constante, a força resultante sobre o mesmo é nula e,
portanto, nulo também será o trabalho dessa força. O problema pede para determinar o trabalho (W)
da força exercida pelo trabalhador (F). Como F é constante, o trabalho é dado por:
WF  F  l
onde l é o vetor deslocamento do bloco. Como o ângulo entre F e l é  , teremos:
WF  F cos   l
(1)
Agora precisamos determinar F para solucionar o problema. Para isso, vamos analisar as forças em
x e y.
Forças em y:
F
y
0
FN  Fg  F sen   0
FN  F sen   mg
(2)
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 7 – Trabalho e energia cinética
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Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
Forças em x:
F
x
0
F cos  f  0
F
 FN
cos 
(3)
Substituindo-se (2) em (3), teremos:
F
  F sen   mg 
cos 
Resolvendo-se esta equação para F, teremos:
 mg
F
cos    sen 
(4)
Substituindo-se (4) em (1):
 mg
 mg l
WF 
cos   l 
cos    sen 
1   tan 
O estudante deverá perceber que o resultado acima é consistente tanto para o caso em que  = 0o
quanto para  = 90o. Substituindo-se os valores numéricos:
 0, 20  27 kg  9,81 m/s2  9, 2 m 
WF 
 556,9671
1   0, 20  tan  32 
J
WF  560 J
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 7 – Trabalho e energia cinética
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