TRABALHO
Então, para esse caso, teremos um trabalho nulo:
W = F . d . cos 90º
W = F . d. 0
W=0
James P. Joule (1818-1889)
Físico inglês, discípulo do químico John Dalton na
Universidade de Manchester, que realizou uma série de f amosas experiências com as quais mostrou
ser o calor uma forma de energia. Esses trabalhos
serviram de base para o estabelecimento do Princípio de Conservação de Energia.
Quando um corpo está sujeito à ação de uma força
e, devido a esta força, realiza um deslocamento, dizemos que a força está realizando um TRABA LHO. O
trabalho realizado por esta força é dado por:
Exemplos:
Uma pessoa carregando uma mala não está realizando trabalho s obre ela. O peso da mala também não
está realizando trabalho.
3º
W
W = F . d . cos 180º
Trabalho realizado pela força.
Força que está atuando sobre o corpo.
Deslocamento realizado pelo corpo.
Ângulo entre a força e o deslocamento do corpo.
Unidade de trabalho no si:
A expressão acima é geral, ou seja, pode ser aplicada para qualquer caso de qualquer força.
Casos mais comuns:
1º
= 0º
W = F . d . -1
W=-F.d
Neste caso o trabalho é negativo, e, por isso, é chamado trabalho RESIS TE NTE.
Exemplos:
[joule] = [J]
cos 0º = 1
A força de atrito é uma força resistente, pois atrapalha o movimento do caixote da figura.
A força de resistência do ar é outro exemplo em que
ocorre trabalho negativo.
POTÊNCIA
James Watt (1736-1819)
E desta forma, temos:
W=F.d
Exemplos:
Um carro sendo acelerado pelo seu motor, uma pes soa correndo, um chute em uma bola etc.
2º
cos 180º = -1
F . d . cos
Onde:
W
F
d
= 180º
= 90º
cos 90º = 0
Filho de um escocês, fabricante de instrumentos e
máquinas, seguiu a profissão do pai, tornando-se um
habilidoso profissional. Em 1765, inventou um novo
modelo de máquina a vapor, que contribuiu enormemente para o desenvolvimento industrial do século
passado. Sua invenção foi usada na construção dos
primeiros barcos e locomotivas a vapor e para adicionar uma grande variedade de máquinas nas f ábricas
que começavam a se desenvolver.
O que determina a potência de um processo mecâ nico é o TEMPO EM QUE ELE OCORRE.
Quanto mais rápido (leia-se menos tempo) acontece
uma realização de trabalho, significa que o processo
está empregando maior potência. Por isso podemos
concluir que a POTÊ NCIA é o quanto de trabalho é
realizado em um determinado intervalo de tempo.
1
A formula é:
04. Um bloco sobe um plano inclinado sujeito a ação de várias forças cujos módulos são dados na figura:
W
t
P
Unidade de potência no si:
joule
segundo
J
s
watt
W
Por exemplo:
Um fazendeiro deve captar água em um rio e levar
até a caixa d’água da casa. No comércio lhe oferecem
duas bombas d’água. A primeira bombeia dez mil litros
de água em 5 horas. A segunda bombeia os mesmos
dez mil litros em dez horas. Qual voc ê acha que é a
bomba mais potente? É a primeira bomba, pois ela rea liza o mesmo trabalho (elevar dez mil litros de água) em
menos tempo.
TESTES EM SALA
a) Determine o trabalho realizado pelas forças, cada uma
isoladamente, no deslocamento de A até B.
b) Qual a intensidade da resultante das forças que agem no
bloco, e o trabalho dessa força resultante para levar o bloco de A até B?
05. Para afastar um corpo de 100 kg entre dois pontos, com
movimento uniforme, um motor de potência igual a 500 W
opera durante 120 s. Determine o trabalho motor realizado,
em joules:
01. (UFG) Em qual das situações abaixo há realização de trabalho, segundo o conceito científico dessa grandeza?
a) Uma pessoa carregando um peso em suas costas ao longo de uma superfície horizontal.
b) Um satélite orbitando circularmente em torno de um planeta.
c) Um operário subindo uma rampa interligando dois pavimentos de um edifício.
d) Uma criança empurrando fortemente a parede de sua ca sa, sem conseguir movê-la.
e) Um patinador deslizando numa superfície horizontal sem
atrito.
02. (UFMG) Um bloco move-se sobre uma superfície horizontal da esquerda para direita sob ação de forças mostradas na
figura. Pode-se afirmar que:
N
F
fAT
P
a)
b)
c)
d)
e)
Apenas
Apenas
Apenas
Apenas
nda.
as forças N e P realizam trabalho;
a força F realiza trabalho;
a força fAT realiza trabalho
as forças F e fAT realizam trabalho
03. Um corpo de peso P = 100N é puxado sobre um plano
horizontal por uma força F = 80N. A força de atrito é fAT =
60N e a reação normal é N = 100 N. Num percurso de d =
2,0 m, quanto vale o trabalho?
2
TESTES
01. Um bloco de massa 7,5 kg é puxado ao longo de 3m,
sobre um plano horizontal rugoso, por uma força também
horizontal F = 37,50 N. O coeficiente de atrito entre o plano e
o bloco = 0,35. Adote g = 10 m/s 2.
a) Qual o trabalho realizado pela força F?
b) Qual o trabalho realizado pela força de atrito?
c) Qual o trabalho total realizado pela força resultante?
02. Um corpo de massa m = 30 kg, inicialmente em repouso,
é posto em movimento sob a ação de uma força constante e
adquire, ao fim de dois minutos , uma velocidade de 72 km/h
na direção da força aplicada. Determine:
a) A intensidade da força aplicada ao corpo.
b) O trabalho realizado pela referida força ao longo da distância percorrida pelo corpo.
03. Um homem puxa um corpo de massa 40 kg por meio de
uma corda, aplicando-lhe uma força F inclinada de 60º. O
coeficiente de atrito cinético vale 0,1. Sabendo que o corpo se
desloca em linha reta, o trabalho total é igual a 18 J num des locamento de 4 m, g = 10 m/s 2, sen 60º = 0,8 e cos 60º = 0,5,
calcule:
a) o módulo de F.
b) o módulo da força de atrito.
04. Um avião de massa 10.000 kg faz uma subida em linha
reta de um ponto A até um ponto B, distante 2.000 m de A. A
inclinação desta linha reta é de 30º. Calcule o trabalho realiza do pela força-peso no deslocamento AB. Utilize g = 10 m/s 2.