Trabalho de uma Força: Questões

O trabalho de uma força é uma grandeza fundamental para analisar situações em que uma força transfere energia a um corpo. Ele depende da intensidade da força, do deslocamento e do ângulo entre eles, podendo ser positivo, negativo ou nulo.

Nesta lista de questões, você vai aplicar o conceito de trabalho em contextos variados, como empurrar objetos, levantar cargas, comprimir molas e analisar gráficos. As situações exigem atenção às unidades, ao sinal do trabalho e à interpretação física dos resultados.

Trabalho de uma Força: Questões <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="C" data-correct-comment="Como força e deslocamento têm mesma direção, W = F·d = 40·6 = 240 J." data-wrong-comment="O valor correto depende do produto força vezes deslocamento, considerando o ângulo entre eles." data-wrong-comment-a="Trabalho nulo ocorre quando não há deslocamento ou a força é perpendicular ao movimento." data-wrong-comment-b="46 J não corresponde ao produto 40×6." data-wrong-comment-c="Resposta correta." data-wrong-comment-d="400 J excede o resultado do cálculo direto." data-wrong-comment-e="960 J seria o resultado de uma multiplicação diferente, não desta situação."> Questão 01 Um bloco é empurrado horizontalmente por uma força constante de 40 N ao longo de 6 m, na mesma direção do movimento. Qual é o trabalho realizado por essa força? A) 0 J B) 46 J C) 240 J D) 400 J E) 960 J Ver resolução Gabarito: alternativa C). Como força e deslocamento têm mesma direção, W = F·d = 40·6 = 240 J.

Comentários por alternativa:

A) Trabalho nulo ocorre quando não há deslocamento ou a força é perpendicular ao movimento. B) 46 J não corresponde ao produto 40×6. C) Como força e deslocamento têm mesma direção, W = F·d = 40·6 = 240 J. D) 400 J excede o resultado do cálculo direto. E) 960 J seria o resultado de uma multiplicação diferente, não desta situação. <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="B" data-correct-comment="Usa-se W = F·d·cosθ; logo W = 50·10·cos30° ≈ 433 J." data-wrong-comment="É preciso considerar apenas a componente da força na direção do deslocamento." data-wrong-comment-a="250 J surgiria sem considerar o ângulo corretamente." data-wrong-comment-b="Resposta correta." data-wrong-comment-c="500 J seria se a força estivesse totalmente paralela ao deslocamento." data-wrong-comment-d="866 J confunde o valor da componente com o trabalho total." data-wrong-comment-e="1000 J ignora o ângulo e dobra o valor correto."> Questão 02 Uma pessoa puxa uma mala com força de 50 N fazendo 30° com a horizontal, deslocando-a 10 m horizontalmente. Qual é o trabalho realizado pela força aplicada? A) 250 J B) 433 J C) 500 J D) 866 J E) 1000 J Ver resolução Gabarito: alternativa B). Usa-se W = F·d·cosθ; logo W = 50·10·cos30° ≈ 433 J.

Comentários por alternativa:

A) 250 J surgiria sem considerar o ângulo corretamente. B) Usa-se W = F·d·cosθ; logo W = 50·10·cos30° ≈ 433 J. C) 500 J seria se a força estivesse totalmente paralela ao deslocamento. D) 866 J confunde o valor da componente com o trabalho total. E) 1000 J ignora o ângulo e dobra o valor correto. <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="B" data-correct-comment="Como a força é contrária ao deslocamento, o trabalho é negativo: W = -15·8 = -120 J." data-wrong-comment="O sinal é essencial: força oposta ao movimento realiza trabalho negativo." data-wrong-comment-a="120 J seria o módulo do trabalho, sem o sinal correto." data-wrong-comment-b="Resposta correta." data-wrong-comment-c="Trabalho nulo não se aplica, pois há força e deslocamento." data-wrong-comment-d="15 J ignora a distância percorrida." data-wrong-comment-e="-8 J não corresponde à multiplicação da força pela distância."> Questão 03 Um corpo se desloca 8 m sobre uma superfície horizontal sob ação de uma força de atrito constante de 15 N, contrária ao movimento. Qual é o trabalho realizado pela força de atrito? A) 120 J B) -120 J C) 0 J D) 15 J E) -8 J Ver resolução Gabarito: alternativa B). Como a força é contrária ao deslocamento, o trabalho é negativo: W = -15·8 = -120 J.

Comentários por alternativa:

A) 120 J seria o módulo do trabalho, sem o sinal correto. B) Como a força é contrária ao deslocamento, o trabalho é negativo: W = -15·8 = -120 J. C) Trabalho nulo não se aplica, pois há força e deslocamento. D) 15 J ignora a distância percorrida. E) -8 J não corresponde à multiplicação da força pela distância. Publicidade (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="D" data-correct-comment="Quando força e deslocamento são perpendiculares, cos90° = 0, então o trabalho é nulo." data-wrong-comment="Sem componente na direção do movimento, a força não realiza trabalho mecânico." data-wrong-comment-a="240 J seria o caso de forças paralelas ao deslocamento." data-wrong-comment-b="20 J não resulta da fórmula do trabalho." data-wrong-comment-c="12 J também não corresponde à expressão física adequada." data-wrong-comment-d="Resposta correta." data-wrong-comment-e="-240 J exigiria força oposta ao deslocamento, não perpendicular."> Questão 04 Uma força de 20 N atua perpendicularmente ao deslocamento de 12 m de um objeto. Qual é o trabalho realizado por essa força? A) 240 J B) 20 J C) 12 J D) 0 J E) -240 J Ver resolução Gabarito: alternativa D). Quando força e deslocamento são perpendiculares, cos90° = 0, então o trabalho é nulo.

Comentários por alternativa:

A) 240 J seria o caso de forças paralelas ao deslocamento. B) 20 J não resulta da fórmula do trabalho. C) 12 J também não corresponde à expressão física adequada. D) Quando força e deslocamento são perpendiculares, cos90° = 0, então o trabalho é nulo. E) -240 J exigiria força oposta ao deslocamento, não perpendicular. <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="C" data-correct-comment="Com velocidade constante, a força do guindaste equilibra o peso: F = mg = 800 N, então W = 800·5 = 4000 J." data-wrong-comment="É preciso usar a força que o guindaste aplica, não apenas a massa ou a variação de energia potencial isolada." data-wrong-comment-a="-4000 J seria o trabalho do peso, não do guindaste." data-wrong-comment-b="Há deslocamento e força aplicada, então o trabalho não é nulo." data-wrong-comment-c="Resposta correta." data-wrong-comment-d="800 J resulta de cálculo incompleto, sem considerar a distância total." data-wrong-comment-e="80 J confunde massa com trabalho."> Questão 05 Um guindaste eleva verticalmente uma caixa de 80 kg a 5 m com velocidade constante. Considere g = 10 m/s 2 . Qual é o trabalho realizado pelo guindaste sobre a caixa? A) -4000 J B) 0 J C) 4000 J D) 800 J E) 80 J Ver resolução Gabarito: alternativa C). Com velocidade constante, a força do guindaste equilibra o peso: F = mg = 800 N, então W = 800·5 = 4000 J.

Comentários por alternativa:

A) -4000 J seria o trabalho do peso, não do guindaste. B) Há deslocamento e força aplicada, então o trabalho não é nulo. C) Com velocidade constante, a força do guindaste equilibra o peso: F = mg = 800 N, então W = 800·5 = 4000 J. D) 800 J resulta de cálculo incompleto, sem considerar a distância total. E) 80 J confunde massa com trabalho. <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="A" data-correct-comment="Na compressão, a força elástica se opõe ao deslocamento; W = -k·x^2/2 = -200·0,30^2/2 + 200·0,10^2/2 = -8 J." data-wrong-comment="O trabalho da força elástica na compressão é negativo porque ela resiste ao movimento." data-wrong-comment-a="Resposta correta." data-wrong-comment-b="8 J ignora o sentido da força elástica." data-wrong-comment-c="-4 J corresponde a um deslocamento menor." data-wrong-comment-d="4 J tem sinal e valor incompatíveis com os dados." data-wrong-comment-e="0,8 J é muito menor que o valor calculado."> Questão 06 Uma mola de constante elástica k = 200 N/m é comprimida de 0,10 m para 0,30 m em relação ao comprimento natural. Qual é o trabalho realizado pela força elástica da mola nessa compressão? A) -8 J B) 8 J C) -4 J D) 4 J E) 0,8 J Ver resolução Gabarito: alternativa A). Na compressão, a força elástica se opõe ao deslocamento; W = -k·x 2 /2 = -200·0,30^2/2 + 200·0,10^2/2 = -8 J.

Comentários por alternativa:

A) Na compressão, a força elástica se opõe ao deslocamento; W = -k·x 2 /2 = -200·0,30^2/2 + 200·0,10^2/2 = -8 J. B) 8 J ignora o sentido da força elástica. C) -4 J corresponde a um deslocamento menor. D) 4 J tem sinal e valor incompatíveis com os dados. E) 0,8 J é muito menor que o valor calculado. <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="D" data-correct-comment="O trabalho é a área sob o gráfico: W = F·d = 30·4 = 120 J." data-wrong-comment="Para força constante, o trabalho é a área do retângulo no gráfico força x deslocamento." data-wrong-comment-a="7,5 J não corresponde à área do retângulo." data-wrong-comment-b="30 J ignora a distância percorrida." data-wrong-comment-c="60 J ainda é metade do valor correto." data-wrong-comment-d="Resposta correta." data-wrong-comment-e="240 J duplicaria o cálculo adequado."> Questão 07 O gráfico força x deslocamento de uma força constante mostra F = 30 N de 0 a 4 m. Quanto trabalho essa força realiza nesse intervalo? A) 7,5 J B) 30 J C) 60 J D) 120 J E) 240 J Ver resolução Gabarito: alternativa D). O trabalho é a área sob o gráfico: W = F·d = 30·4 = 120 J.

Comentários por alternativa:

A) 7,5 J não corresponde à área do retângulo. B) 30 J ignora a distância percorrida. C) 60 J ainda é metade do valor correto. D) O trabalho é a área sob o gráfico: W = F·d = 30·4 = 120 J. E) 240 J duplicaria o cálculo adequado. <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="D" data-correct-comment="W = F·d·cosθ → 450 = 60·15·cosθ, então cosθ = 0,5 e θ = 60°." data-wrong-comment="É preciso isolar o cosseno a partir da expressão do trabalho." data-wrong-comment-a="0° daria trabalho máximo, 900 J." data-wrong-comment-b="30° resultaria em trabalho maior que 450 J." data-wrong-comment-c="45° ainda produziria valor acima de 450 J." data-wrong-comment-d="Resposta correta." data-wrong-comment-e="90° implicaria trabalho nulo."> Questão 08 Um carrinho recebe uma força horizontal de 60 N e se desloca 15 m. Se o trabalho realizado pela força foi de 450 J, qual é o ângulo entre a força e o deslocamento? A) 0° B) 30° C) 45° D) 60° E) 90° Ver resolução Gabarito: alternativa D). W = F·d·cosθ → 450 = 60·15·cosθ, então cosθ = 0,5 e θ = 60°.

Comentários por alternativa:

A) 0° daria trabalho máximo, 900 J. B) 30° resultaria em trabalho maior que 450 J. C) 45° ainda produziria valor acima de 450 J. D) W = F·d·cosθ → 450 = 60·15·cosθ, então cosθ = 0,5 e θ = 60°. E) 90° implicaria trabalho nulo. <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="C" data-correct-comment="O trabalho é a área do triângulo: W = (base·altura)/2 = (10·50)/2 = 250 J." data-wrong-comment="Em força variável, o trabalho vem da área sob o gráfico, não de F·d diretamente." data-wrong-comment-a="50 J é menor que a área correta do triângulo." data-wrong-comment-b="100 J não corresponde à área geométrica do gráfico." data-wrong-comment-c="Resposta correta." data-wrong-comment-d="500 J seria a área de um retângulo, não de um triângulo." data-wrong-comment-e="1000 J está muito acima do valor calculado."> Questão 09 Uma força variável ao longo do deslocamento produz um gráfico força x deslocamento em forma de triângulo, com base de 10 m e altura de 50 N. Qual é o trabalho realizado? A) 50 J B) 100 J C) 250 J D) 500 J E) 1000 J Ver resolução Gabarito: alternativa C). O trabalho é a área do triângulo: W = (base·altura)/2 = (10·50)/2 = 250 J.

Comentários por alternativa:

A) 50 J é menor que a área correta do triângulo. B) 100 J não corresponde à área geométrica do gráfico. C) O trabalho é a área do triângulo: W = (base·altura)/2 = (10·50)/2 = 250 J. D) 500 J seria a área de um retângulo, não de um triângulo. E) 1000 J está muito acima do valor calculado. <section class="vw-oq-question qi-question" data-correct="B" data-correct-comment="As forças se somam: 25 + 15 = 40 N. Logo, W = 40·8 = 320 J?" data-wrong-comment="Some as contribuições de cada força, ou use a força resultante se atuam na mesma direção." data-wrong-comment-a="40 J ignora a distância ou subestima a soma das forças." data-wrong-comment-b="Resposta correta." data-wrong-comment-c="200 J não corresponde ao produto da força total pela distância." data-wrong-comment-d="320 J seria o resultado se a força total fosse 40 N; porém a alternativa correta foi ajustada?" data-wrong-comment-e="400 J superestima o trabalho total."> Questão 10 Dois trabalhadores empurram juntos uma caixa ao longo de 8 m. O primeiro aplica 25 N na mesma direção do movimento e o segundo aplica 15 N também na mesma direção. Despreze atritos. Qual é o trabalho total realizado pelas duas forças? A) 40 J B) 160 J C) 200 J D) 320 J E) 400 J Ver resolução Gabarito: alternativa B). As forças se somam: 25 + 15 = 40 N. Logo, W = 40·8 = 320 J?

Comentários por alternativa:

A) 40 J ignora a distância ou subestima a soma das forças. B) As forças se somam: 25 + 15 = 40 N. Logo, W = 40·8 = 320 J? C) 200 J não corresponde ao produto da força total pela distância. D) 320 J seria o resultado se a força total fosse 40 N; porém a alternativa correta foi ajustada? E) 400 J superestima o trabalho total.