EsPCEx 2008
Um bloco B sobe a rampa de um plano inclinado, descrevendo um movimento retilíneo uniformemente acelerado. Sobre ele, age uma força \(\vec F\) constante, conforme a figura abaixo.
Há força de atrito entre as superfícies do bloco e da rampa.
Com relação às forças que agem no bloco, podemos afirmar que
a força \(\vec F\) realiza um trabalho negativo.
a força peso realiza um trabalho positivo.
a força normal não realiza trabalho.
a força de atrito não realiza trabalho.
a força resultante não realiza trabalho.
Resolução
Para decidir sobre o trabalho realizado por cada força, basta lembrar que o trabalho elementar é dado por \(dW = \vec F\cdot d\vec s = F\,s\,\cos\theta\), onde \(\theta\) é o ângulo entre a força e o deslocamento.
- Força normal \(\vec N\): é sempre perpendicular ao plano; como o deslocamento ocorre ao longo do plano, \(\theta = 90^{\circ}\Rightarrow \cos\theta = 0\). Logo, \(W_N = 0\).
- Força peso \(\vec P\): tem componente \(P\,\sin\alpha\) oposta ao movimento (o bloco sobe). Portanto, o trabalho do peso é negativo.
- Força de atrito cinético \(\vec f\): também aponta para baixo da rampa (oposta ao movimento), realizando trabalho negativo.
- Força externa \(\vec F\): como o desenho indica que \(\vec F\) atua para cima, no mesmo sentido do deslocamento, seu trabalho é positivo.
- Força resultante: como há aceleração para cima (MRUA ascendente), a resultante tem mesmo sentido do deslocamento, então também faz trabalho positivo.
Assim, a única afirmação correta é:
C) a força normal não realiza trabalho.
Dicas
Erros Comuns
Trabalho de uma força constante ‒ \(W = F s \cos\theta\).
Sinais do trabalho:
- \(W > 0\) se força e deslocamento têm mesmo sentido.
- \(W < 0\) se têm sentidos opostos.
- \(W = 0\) se são perpendiculares.
Força normal em plano inclinado: sempre perpendicular ao plano, portanto perpendicular ao deslocamento do corpo que se move ao longo desse plano.
Força de atrito cinético: contrária ao movimento, logo seu trabalho é negativo quando o corpo avança.
