GABARITO: ALTERNATIVA C

Aplicando o teorema da energia cinética, temos:

𝜏ғᵣ = Δ𝐸𝑐𝑖𝑛

𝜏ғ + 𝜏𝑝𝑒𝑠𝑜 = Δ𝐸𝑐𝑖𝑛

Como a velocidade do bloco é constante, então a variação de energia cinética é nula. Dessa forma:

𝜏ғ + 𝜏𝑝𝑒𝑠𝑜 = 0

𝜏ғ = −𝜏𝑝𝑒𝑠𝑜

O peso é uma força conservativa, com a seguinte propriedade: 𝜏𝑝𝑒𝑠𝑜 = −𝑚𝑔Δℎ Portanto:

𝜏ғ = −(−𝑚𝑔Δℎ)

𝜏 = 𝑚𝑔Δℎ

Por definição, o trabalho da força 𝐹 é dado por:

𝜏ғ = 𝐹 ⋅ d

Como a força é sempre ali perpendicular à alavanca em C, então a força é sempre na direção do deslocamento do fio na região periférica ao cilindro. Quando o cilindro gira meia volta, então o deslocamento na direção periférica é igual a metade da circunferência (𝜋𝑅). Portanto:

𝜏𝐹 = 𝐹 ⋅ 𝜋𝑅

Logo:

𝐹 ⋅ 𝜋𝑅 = 𝑚𝑔Δℎ

Substituindo valores, vem:

𝐹 = 60 𝑁