Trabalho de forças

Usando um sistema formado por uma corda e uma roldana, um homem levanta uma caixa de massa m, aplicando na corda uma força F que forma um ângulo θ com a direção vertical, como mostra a figura. O trabalho realizado pela resultante das forças que atuam na caixa — peso e força da corda —, quando o centro de massa da caixa é elevado, com velocidade constante v, desde a altura ya até a altura yb, é:

a) nulo
b) F.(yb-ya)
c) mg.(yb-ya)
d) F.cosθ.(yb-ya)
e) mg.(yb-ya) + mv²/2

Resp.: alternativa "a".

OBS.: Eu sei que a variação da energia cinética vale zero, mas não tem o trabalho da força peso? Não há energia potencial gravitacional?
Pensando assim, resolvi desse jeito:
F=P=mg
Trabalho= Fd
Trabalho= mg(yb-ya), assinalando a alternativa c.
Por que está errado?

Lembrando que o Wtotal = ∆Ec e como a velocidade é constante temos que a ∆Ec = 0 e portanto o Wtotal = 0 (isso é o que ele pede no enunciado ''trabalho da força resultante'')

Uma outra coisa que você poderia pensar: Se não há resultante (velocidade constante) como teria trabalho da resultante?

Respondendo a sua pergunta:

Sim, existe o trabalho da força peso que por sinal seria -mg(yb-ya) pois a força está contra o sentido do deslocamento (trabalho resistente). Mas não se esqueça que a força do homem, também realiza trabalho na caixa, este sendo no mesmo sentido do movimento e portanto motor. 

Como a caixa está em equilíbrio dinâmico a força F tem a mesma intensidade de P e o trabalho do homem é dado por +mg(yb-ya). 

Como o trabalho é um grandeza escalar, somando os 2 trabalhos você chega a conclusão que o trabalho total é nulo.

Sobre a energia potencial: 

O que eu gosto de pensar (porque não sei se é realmente isso que acontece) é que o homem fornece uma energia para a caixa e o peso transforma toda essa energia fornecida em energia potencial.

OBS: Também estou estudando então não sei se houve algum erro na explicação que tentei te passar 

Qualquer coisa, só chamar!  :cyclops:

Quanto vale o módulo da força F (Calculado de que forma)? Através da trigonometria achei que F = (Yb-Ya)/cos(teta), mas não sei se tá certo

Não precisa calcular

Se a velocidade é constante a resultante R das forças que atuam na caixa é nula:

T = R.d ---> T = 0.d ---> T = 0

Obrigada a todos! 

Elcioschin escreveu:Não precisa calcular

Se a velocidade é constante a resultante R das forças que atuam na caixa é nula:

T = R.d ---> T = 0.d ---> T = 0

Eu entendo, Elcio. A partir do Teorema do Trabalho (Variação da energia cinética = 0; logo, não há trabalho resultante), mas por via de curiosidade, qual seria o módulo da força F? 

F = P ---> F = m.g

R = F - P ---> R = 0

Muito obrigado!