Slide 1 - Prof Denes Morais

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COTIDIANAMENTE, O TERMO TRABALHO NOS
REMETE À
ALGUMA ATIVIDADE A SER
REALIZADA OU ATÉ MESMO CANSAÇO.
PORÉM FISICAMENTE O TERMO
POSSUI OUTRO SIGNIFICADO
TRABALHO
TRABALHO PODE SER DEFINIDO COMO
CAPACIDADE DE PRODUZIR ENERGIA.
A
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SE UMA FORÇA REALIZOU UM DETERMINADO
TRABALHO W, ENTÃO ESTA FORÇA AUMENTOU A
ENERGIA DO CORPO EM W.
CONSIDERANDO UM MOVIMENTO EM UMA
DIREÇÃO:
O TRABALHO NECESSÁRIO PARA DESLOCAR A
CAIXA SERÁ DADO POR: W  F  d  cos

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A UNIDADE DE TRABALHO É O JOULE (J)
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NO ENTANTO A FORÇA APLICADA PODE NÃO
ESTAR
NA
MESMA
DIREÇÃO
DO
DESLOCAMENTO, NESTE CASO TEMOS:
W  F  d  cos
OU SEJA, EM TERMOS DE PRODUTOS ENTRE
VETORES PODEMOS ESCREVER
 
W  F d
01. Uma força de 200N realiza um trabalho
de 800 J, no deslocamento de um objeto.
Calcule o valor desse deslocamento.
W = F.d  800 = 200. d
 d = 800/200
d= 4 m
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AS FONTES DE ENERGIA MAIS COMUS SÃO:
HIDRÁULICA, FÓSSIL, SOLAR, NUCLEAR,
EÓLICA, BIOMASSA, GEOTÉRMICA,
GRAVITACIONAL.
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A ENERGIA CINÉTICA DE UMA PARTÍCULA DE
MASSA m E QUE SE MOVIMENTA COM UMA
VELOCIDADE v É DEFINIDA COMO:
1
2
K  mv
2
K = energia cinética (Joule – J)
m=massa (kg)
v = velocidade (m/s)
03. Um carro de 1500kg move-se com uma velocidade
de 20 m/s. Calcule a energia cinética desse carro.
mv2 1500  202
K

2
2
 K  300000J
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CONSIDERE UMA PARTÍCULA DE MASSA m
QUE SE MOVE SOBRE A AÇÃO DE UMA
RESULTANTE DE FORÇAS F. O TRABALHO W
REALIZADO SOBRE ESSA PARTÍCULA SERÁ:
W  K f  K i  K
A energia potencial gravitacional acumulada por
uma partícula de massa m que está a uma
altura h em relação ao solo é dada por:
U  hm g
h
m  massa (kg)
g  aceleração da gravidade ( 9,8 m/ s2 )
h  altura (m= metro)
U  energia potencial gravitacional ( J =Joule )
01. Quanto de energia gastamos para levantar
um corpo de 4 kg a uma altura de 8 m.
Dado: g = 9,8 m/ s2 .
U = m·g·h = 4·9,8·8  U= 313,6 J
É a energia potencial acumulada por molas,
cordas elásticas,ou seja, de tudo que tem
elasticidade.
A energia potencial elástica é calculada por:
k  x2
E
2
x = elongação da mola (metro = m)
K = constante elástica da mola (N/m)
EPE = energia potencial elástica ( J = joule)
01. Uma mola de constante elástica K = 200 N/m, está
Comprimida de 0,4 m. Calcule a energia potencial
elástica armazenada nessa mola.
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A energia não pode ser criada nem destruída,
apenas transformada em outra.
Em
nossos
estudos,
analisaremos
as
transformações entre os diversos tipos de energia
estudados.
Nos sistemas trabalharemos com o conceito de
energia mecânica, que é dada pela soma de todas
as energias do sistema:
cinética
elástica
EM=K+U+E
gravitacional
Quantifica o trabalho realizado em um sistema por
unidade de tempo, e é definido como:
W
P
t
W =trabalho (joule= J)
t = tempo gasto(segundo=s)
P = potência (watt = W)
1Joule
1 Watt 
segundo
Exercícios
01. Uma máquina aplica uma força de 300 N para empilhar caixas e
realiza um Trabalho de 800 J em 10 s. Calcule a potência dessa
máquina.
P = W /t  P = 800/10  P = 80 W
02. Uma força realiza um trabalho de 100 J desenvolvendo uma
potencia de 20 W Calcule o intervalo de tempo para a realização
desse trabalho.
P = W/ t  20 = 100/ t  20 . t = 100  t =
100/20
 t=5s
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Um pintor de 75,0 kg sobre uma escada com 2,75 de
comprimento apoiada em uma parede vertical. A escada
forma um ângulo de 30˚ com a escada. Quanto trabalho a
gravidade realiza sobre o pintor?
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Um carro de 1500 kg move-se com uma velocidade
constante e percorreu 200 m em 10 segundos. Calcule a
energia cinética desse carro no momento em que ele
percorria essa distância.
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Sabendo que o coeficiente de atrito estático seja 0,3, que a
gravidade seja 9,8, que a massa do bloco seja 2,5 kg, que
se queira arrastar este bloco por 5 m no sentido da força F
que vale 500 N. Calcule o trabalho realizado pela força de
atrito, pela força normal, pela força F, e qual o trabalho
resultante.
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Em um bate-estaca, um martelo de aço de 200 kg é elevado
até uma altura de 3,0 m acima do topo de uma viga I vertical
que deve ser cravada no solo, conforme a figura. A seguir, o
martelo é solto, enterrando mais 7,4 cm a viga I. Os trilhos
verticais que guiam a cabeça do martelo exercem sobre ele
uma força de atrito constante igual a 60 N. Use o teorema do
trabalho-energia para calcular a) a velocidade da cabeça do
martelo no momento em que atinge a viga I e b) a força
média exercida pela cabeça do martelo sobre a mesma viga.
Despreze os efeitos do ar.
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Um trabalhador de uma fábrica exerce uma força horizontal
para empurrar por uma distância de 4,5 m um engradado de
30,0 kg ao longo de um piso plano. O coeficiente de atrito
cinético entre o engradado e o piso é igual a 0,25. a) Qual o
módulo da força aplicada pelo trabalhador? b) Qual o
trabalho realizado por essa força sobre o engradado? c)
Qual o trabalho realizado pelo atrito sobre o engradado? d)
Qual o trabalho sobre o engrado pela força normal? E pela
força da gravidade? e) Qual o trabalho total realizado sobre
o engradado?
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Dois blocos estão ligados por um fio muito leve que passa
por uma polia sem massa e sem atrito, conforme a figura.
Deslocando-se com velocidade escalar constante, o bloco
de 20 N se move 75 cm da esquerda para direita e o bloco
12 N move-se 75 cm de cima para baixo. Nesse
processo, quanto trabalho é realizado a) sobre o bloco de
12 N i) pela gravidade; e ii) pela tensão do fio? b) sobre o
bloco de 20 N i) pela gravidade; ii) pela tensão no fio; iii)
pelo atrito; iv) pela força normal? c) Calcule o trabalho total
realizado sobre o bloco.