www.fisicaexe.com.br
Um homem de massa 75 kg sobe uma escada com 15 degraus em 10 s. Cada degrau
possui 20 cm de altura e 30 cm de comprimento, dada a aceleração da gravidade igual a 10
2
m/s , determine
ä) O trabalho da força peso do homem ao subir a escada;
b) A potência média do peso do homem.
Dados do problema
•
•
•
•
•
•
massa do homem:
tempo de subida da escada:
numero de degraus da escada:
comprimento de cada degraus:
altura de cada degraus:
aceleração da gravidade:
m = 75 kg;
t = 10 s;
v = 15 degraus;
d = 30 cm;
h = 20 cm;
2
g = 10 m/s .
Esquema do problema
figura 1
Solução
Em primeiro lugar devemos transformar o comprimento e a altura dos degraus dados
em centímetros para metros usados no Sistema Internacional (S.I.).
d = 30 cm = 30.10 − 2 m = 0,3 m
h = 20 cm = 20.10 − 2 m = 0,2 m
a) Para o cálculo do trabalho da força peso basta saber a diferença de altura entre os pontos
inicial e final do homem (deslocamento vertical), para isto é só multiplicar o número de degraus
pela altura de cada um
H =nh
H = 15.0,2
H =3m
(I)
P=mg
P = 75.10
P = 750 N
(II)
O peso do homem será
O trabalho da força peso é dado por
P
ℑ=P H
substituindo os valores de (I) e (II), obtemos
1
www.fisicaexe.com.br
P
ℑ = 750.3
Pℑ
= 2 250 J
observação: o comprimento dos degraus não importa para o cálculo do trabalho da força peso,
o deslocamento horizontal é perpendicular à força peso, apenas a força na direção do
deslocamento realiza trabalho.
b) A potência média será
℘m é d =
℘m é d
P
ℑ
∆t
2 250
=
10
℘m é d = 225 W
2