Uma forma de conseguir energia abundante é fazer o peso realizar trabalho. Numa usina hidrelétrica por exemplo, a água represada desce por dentro de grandes tubulações, e durante esse percurso seu peso realiza trabalho. Esse trabalho é então utilizado para girar as turbinas hidráulicas e acaba sendo convertido em energia elétrica nos geradores.
Exemplo
Um corpo se desloca 2,0 m em linha reta sob a ação de uma força de atrito de intensidade 10 N. Qual foi o trabalho do atrito ?
Como bem sabemos o trabalho é o produto entre a força o deslocamento e o ângulo formado entre a força e o deslocamento.jpg)
Como vamos usar somente o cosseno podemos usar os seguintes valores(não precisos para o nosso cálculo
30° = 0,8
60° = 0,5
45° = 0,7
então vamos lád= 2 m
f = 10 N
cos 0° = 1
Logo T= 2x10x1
T= 20 J
1) No último exemplo dado, qual o valor da força que deveria ser aplicada no bloco de gelo para realizar o mesmo trabalho de um deslocamento de 4 metros ?
Com relação ao problema anterior o qual tínhamos (d= 2m; f= 10 N; cos 0° = 1; T= 20 J) então vamos calcular o valor da nova força.20=F.4.1
20 = 4F
F= 20/4
F= 5 N
2) Uma força de 2N age sobre um corpo fornecendo-lhe um trabalho de 5J. Calcule o deslocamento realizado pelo corpo.
F= 2 N
T= 5 J
5=2.D.1
5=2D
D=5/2
D=2,5m
3) Um corpo é abandonado de uma altura de 20 metros em um local onde g = 10 m/s2, e cai sob a ação de seu peso. Sabendo que ao chegar ao solo a força pese realiza um trabalho de 100 J, calcule a massa do corpo.
Para se calcular a massa usamos F=m.g como não temos a força temos que calculá-la primeiroT=F.D.COS
100=F.20.1
100=20F
F=100/20
F=5 N
Logo
5 = m.10
10m=5
m = 5/10
m = 0,5 kg
4) Uma esfera cai de uma altura de 5m na superfície de um certo planeta. A massa da esfera é 2 kg e o trabalho realizado pela força peso é 20 J. Calcule a aceleração da gravidade no planeta.
Praticamente a mesma coisa que o outro problema a diferença é que no outro pedia a massa e agora pede a aceleração da gravidade (note que é em outro planeta, por isso não é 10 m/s²)20=F.5.1
20 = 5F
F= 20/5
F= 4 N
4 = 2.g
g= 4/2
g= 2 m/s²
5) O gráfico ao lado mostra a variação da posição de um móvel em função da força aplicada sobre ele. Determine o trabalho realizado pela força entre 2 e 6 metros
bem! vale lembrar que a reta passa pelo cartesiano 3 N logo a força é 3 N e note que ela é paralela ao deslocamento configurando ângulo de 0°
então temos
1° caso
entre 2 e 6 metros d= 4 m
T= 3.4.1
T= 12 J
2° caso
entre 0 e 8 metros d= 8 m
T= 3.8.1
T=24 J
F= 20 N
D=3 m
COS 60° = 1/2 OU 0,5
T=20.3.0,5
T= 30 J
7) Uma força de 5 N age sobre um móvel fazendo com realize um deslocamento de 4 metros . A força forma com o deslocamento um ângulo de 6 0O. Calcule o trabalho realizado pela força.
D= 4 m
COS 60°= 0,5
8) Determine o trabalho realizado pela força da figura ao lado em um deslocamento de 10 metros .
o ângulo é de 45° 0,7 então
T=1,4.0,7.10
T= 9,8 J aproximadamente 10 J
AULA 02
10) Uma força de 10 N realiza um trabalho de 20 J sobre um corpo quando este efetua um deslocamento de 2 metros . Determine o ângulo formado entre a direção da força e a direção do deslocamento .
11) Uma força de 20 N age sobre um móvel durante certo deslocamento. A força com o deslocamento um ângulo de 60oe fornece ao móvel nesse deslocamento, um trabalho de 5 J. Qual o deslocamento que o móvel realizou?
F=20NCOS 60°= 0,5
T = 5 J
d=?
5 = 20.D.0,5
5=10 D
D= 5/10
D= 5 m
12) Uma força de 20 (RAIZ DE 3) realiza um trabalho de 300 J sobre um corpo em um deslocamento de 10 metros . Calcule o ângulo formado entre a direção da força e a direção do deslocamento.
13) Uma força age sobre um móvel durante 10 m , fornecendo-lhe um trabalho de 5 J. O ângulo entre a força e o deslocamento é de 30o . Calcule o valor da força.
D= 10 mT= 5 J
COS 30° = 0,8
F=?
5 =F.10.0,8
5=8F
F= 5/8
F= 0,625N
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