Primeira Lei 6.3 O ar de uma bomba de bicicleta é comprimido quando se empurra o pistão. Se o diâmetro interno da bomba é 3,0 cm e o pistão foi emp...

(a) Para calcular o trabalho realizado na compressão, podemos utilizar a fórmula W = F x d x cosθ, onde W é o trabalho, F é a força aplicada, d é a distância percorrida e θ é o ângulo entre a força e a direção do movimento. Nesse caso, a força é a pressão exercida sobre a área da seção transversal do pistão, que pode ser calculada por F = P x A, onde P é a pressão e A é a área. Assim, temos: F = P x A = 2,00 atm x π x (3,0 cm/2)^2 = 14,14 N O deslocamento é a distância percorrida pelo pistão, que é de 20,0 cm = 0,20 m. O ângulo entre a força e a direção do movimento é zero, pois a força é aplicada na mesma direção do deslocamento. Portanto, cosθ = 1. Substituindo na fórmula do trabalho, temos: W = F x d x cosθ = 14,14 N x 0,20 m x 1 = 2,83 J Assim, o trabalho realizado na compressão é de 2,83 J. (b) O trabalho é positivo em relação ao ar da bomba, pois a energia é transferida para o ar, aumentando sua energia interna e, consequentemente, sua temperatura e pressão.