Estudante

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)

Forças em x:
________________________________________________________________________________________________________
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 8 – Conservação da energia

1

Problemas Resolvidos de Física

F

x

Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

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 
