fÍsica_-_1_ano_-TRABALHO DE UMA FORÇA

Prévia do material em texto

TRABALHO DE UMA FORÇA
 Uma força aplicada em um corpo realiza um 
trabalho quando produz um deslocamento no corpo. 
Utilizamos a letra grega tau minúscula ( ) ou a letra T 
para expressar trabalho. A unidade de Trabalho no SI é 
o Joule (J)
 Quando uma força tem a mesma direção do 
movimento o trabalho realizado é positivo: >0;
 Quando uma força tem direção oposta ao 
movimento o trabalho realizado é negativo: <0.
 O trabalho resultante é obtido através da soma dos 
trabalhos de cada força aplicada ao corpo, ou pelo 
cálculo da força resultante no corpo.
Força paralela ao deslocamento
Quando a força é paralela ao deslocamento, ou seja, o 
vetor deslocamento e a força não formam ângulo entre 
si, calculamos o trabalho:
= F. ΔSS
Força não-paralela ao deslocamento
Sempre que a força não é paralela ao deslocamento, 
devemos decompor o vetor em suas componentes 
paralelas e perpendiculares:
Considerando a componente perpendicular da 
Força e a componente paralela da força.
Ou seja:
cos ѳ = / = F. cos ѳ
Quando o móvel se desloca na horizontal, apenas as 
forças paralelas ao deslocamento produzem trabalho. 
Logo:
= . ΔSS = F. cos ѳ. ΔSS
Se o ângulo é 0° e cos0°=1, isto pode ajudar a entender
porque quando a força é contrária ao deslocamento o 
trabalho é negativo, já que o cosseno de um ângulo 
entre 90° e 180° é negativo, sendo cos180°=-1
Trabalho de uma força variável
Para calcular o trabalho de uma força que varia 
devemos empregar técnicas de integração, que é uma 
técnica matemática estudada no nível superior, mas 
para simplificar este cálculo podemos calcular este 
trabalho por meio do cálculo da área sob a curva no 
diagrama FR X ΔSS.
 Calcular a área sob a curva é uma técnica válida 
para forças que não variam também.
Trabalho da força Peso
Para realizar o cálculo do trabalho da força peso, 
devemos considerar a trajetória como a altura entre o 
corpo e o ponto de origem, e a força a ser empregada, a
força Peso.
Então:
Responda:
1.Considerando o conceito de trabalho em Física, Cebolinha realizou trabalho?Justifique.
2. Na figura abaixo, embora puxe a carroça com uma 
força horizontal de 1,0 x 102 N, o burro não consegue 
tirá-la do lugar devido ao entrave de uma pedra. Qual o 
trabalho da força do burro sobre a carroça? Justifique a 
resposta
3. Um homem empurra um carrinho ao longo de uma 
estrada plana, comunicando a ele uma força constante, 
paralela ao deslocamento, e de intensidade 3,0 x 102 N.
Determine o trabalho realizadopela força aplicada pelo 
homem sobre o carrinho, considerando um 
deslocamento de 15 m.
4. Uma força de intensidade 20 N atua em uma partícula
na mesma direção e no mesmo sentido do seu 
movimento retilíneo, que acontece sobre uma mesa 
horizontal. Calcule o trabalho da força, considerando um
deslocamento de 3,0 m.
5. A intensidade da resultante das forças que agem em 
uma partícula varia em função de sua posição sobre o 
eixo Ox, conforme o gráfico ao lado:
Calcule o trabalho da força para os deslocamentos:
a) de x1 = 0 a x2 = 8,0 m;
b) de x2 = 8,0 m a x3 = 12 m;
c) de x1 = 0 a x3 = 12 m. 
6. Uma força constante, horizontal, de intensidade 20 N,
atua durante 8,0 s sobre um corpo de massa 4,0 kg que 
estava em repouso apoiado em uma superfície 
horizontal perfeitamente sem atrito. Não se considera o 
efeito do ar. Qual o trabalho realizado pela força no 
citado intervalo de tempo? 
7. Uma partícula percorre o eixo Ox indicado, 
deslocando-se da posição x1 = 2 m para a posição x2 = 
8 m.Sobre ela, agem duas forças constantes, F1 e F2, 
de intensidades respectivamente iguais a 80 N e 10 N. 
Calcule os trabalhos de F 1 eF2 no deslocamento de 
x1 a x2.
8. O trabalho pode ser nulo (zero)? Se a resposta for 
afirmativa em que situação(ões) isso ocorre?
Atividade 2ª Quinzena de Agosto
Fonte: 
https://www.todamateria.com.br/energia-cinetica/
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-cinetica.htm
https://exercicios.mundoeducacao.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-energia-cinetica.htm
https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-energia-cinetica.htm
Energia Cinética
A energia cinética é a energia associada ao movimento dos corpos. Do grego o termo "cinética" significa
"movimento".
Qualquer corpo em movimento é capaz de realizar trabalho, portanto, possui energia, que neste caso é chamada
de cinética.
A unidade de medida da energia cinética, no sistema internacional, é o Joule (J), em homenagem ao cientista
inglês James Prescott Joule (1818-1889).
Fórmula da Energia Cinética
Para calcular a energia cinética dos corpos, utiliza-se a equação:
Ec: energia cinética, também pode ser representada pela letra K (J).
m: massa do corpo (kg)
v: velocidade do corpo (m/s)
A partir disso, conclui-se que se duplicarmos a massa de um corpo, mantendo sua velocidade, a sua energia
cinética também irá duplicar. Por outro lado, a velocidade está elevada ao quadrado, então se o seu valor duplicar e sua
massa permanecer constante, a energia cinética será quadruplicada.
Exemplo
Qual a energia cinética de uma pessoa com 60 kg e que está numa velocidade de 10 m/s?
Assim, no instante considerado, a energia cinética do corpo é igual a 3000 J.
https://www.todamateria.com.br/energia-cinetica/
https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-energia-cinetica.htm
https://exercicios.mundoeducacao.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-energia-cinetica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-cinetica.htm
Energia Cinética e Trabalho
Para que um corpo sofra uma variação na sua velocidade, é necessário que um trabalho seja realizado sobre ele.
Essa variação na velocidade do corpo faz com que sua energia cinética varie. O teorema da energia cinética indica que a
variação da energia cinética é igual ao trabalho, ou seja:
T = ∆Ec T: trabalho (J) ∆Ec: variação da energia cinética (J)
Exemplo:
Qual o trabalho que deverá ser realizado sobre um corpo de massa igual a 6 kg, para que sua velocidade passe
de 4 m/s para 20 m/s?
Solução
O trabalho é igual a variação da energia cinética. Essa variação pode ser
calculada diminuindo-se o valor da energia cinética final da energia cinética inicial:
∆Ec = Ecf - Eci
Calculando os valores de Ecf e Eci, temos: 
Portanto, o trabalho necessário para mudar a velocidade do corpo, será igual
a 1152 J.
Exercícios:
1) Um motociclista desloca-se a 72 km/h em uma via 
retilínea. Em dado momento, a velocidade é alterada para
108 km/h. Sendo a massa do conjunto (moto + 
motociclista) 350 kg, determine a variação de energia 
cinética sofrida pelo motociclista.
a) 90 kJ
b) 107,5 kJ
c) 87,5 kJ
d) 97,5 kJ
e) 50 kJ
2) Uma partícula de massa m se desloca com velocidade v. 
A partir de certo instante, essa partícula passa a se mover
com o dobro dessa velocidade. Em relação à energia 
cinética dessa partícula, assinale a alternativa correta.
a) A energia cinética da partícula é reduzida a um quarto
de seu valor original.
b) A energia cinética da partícula é reduzida oito vezes.
c) A energia cinética da partícula torna-se quatro vezes 
maior que seu valor original.
d) A energia cinética da partícula não se altera.
e) A energia cinética da partícula aumenta em oito 
vezes.
3) Um objeto de massa 500 g possui energia 
cinética de 2 kJ. Determine a velocidade desse 
objeto em m/s. Dado: Adote √10 = 3,16.
a) 63,2
b) 50,4
c) 62,8
d) 36,6
e) 31,6
4) Determine qual é a velocidade em que se move um
corpo de 20 kg cuja energia cinética é igual a 400 J.
a) √5 m/s
b) √10 m/s
c) 2√10 m/s
d) 4√2 m/s
5) Assinale a alternativa que represente corretamente a
energia cinética de um veículo de 1000 kg de massa
que se move a uma velocidade constante de 3 m/s.
a) 450 J
b) 9000 J
c) 4500 J
d) 900 J
e) 300 J
	1.Considerando o conceito de trabalho em Física, Cebolinha realizou trabalho?Justifique.