Deslocamento

O conceito popular
Tenho que fazer
um trabalho
t b lh dde
Matemática!
Eu trabalho 8
horas por dia!
Me ddeu um
M
trabalhão fazer
meu pai
emprestar o
carro!
O conceito físico
de trabalho difere
da ideia que
popularmente se
tem dele.
Na Física, o conceito
de trabalho é mais
restrito por estar
associado à Força e
Deslocamento
Deslocamento.
Veja o exemplo:
Uma caixa desliza num plano
horizontal sem atrito sob a ação de
uma força F de intensidade 60 N.
Determine o trabalho dessa força em
um deslocamento
d l
t de
d 12 m, no mesmo
sentido da força.
Õ
OBSERVAÇÕES:
I- Quando o deslocamento e a força forem perpendiculares
ente si, ou seja, formando um ângulo de 90º, o
. Na figura, embora a mala esteja deslocando-se
para a direita com certa velocidade,
velocidade a força não realiza
trabalho. Observe que a Força é perpendicular à
velocidade.
II- Quando a força e o deslocamento têm o mesmo sentido, dizemos
que o
III O
IIIquando a força e o deslocamento
têm sentidos opostos. Um bom exemplo de trabalho resistente é o
trabalho realizado pela força de atrito, visto que ela sempre atua no
sentido oposto ao movimento.
Se representarmos graficamente a intensidade de uma força em
função
ç do deslocamento,, teremos os diagramas
g
a seguir.
g
Na figura abaixo, as três bolas são idênticas e posicionadas na mesma altura em
relação ao solo.
Neste caso, o
trabalho realizado
pelo Peso é o
mesmo e
independe da
trajetória.
trajetória
Um homem levanta uma caixa de massa 8 kg a uma altura de 2m em relação ao
solo, com velocidade constante. Sabendo que g = 10 m/s², determine o módulo do
t b lh realizado
trabalho
li d pela
l fforça peso.
Potência é a
grandeza
d
escalar
l que
mede a rapidez com
que determinado
trabalho é realizado.
No Sistema
I t
Internacional
i l (SI)
(SI), a
unidade de potência
que é 1 J/s, recebeu
o nome de watt (W).
1- Um elevador, com massa total de 500 kg, sobe 30
metros de altura no intervalo de tempo de 1 minuto.
minuto
Sendo g = 10 m/s², qual a intensidade da:
a) Velocidade média na subida?
b) Potência média desenvolvida pelo elevador?
22- Calcule
C l l a potência
tê i média
édi desenvolvida
d
l id por uma
pessoa que eleva a 20 m de altura, com velocidade
constante, um corpo de massa 5kg em 10s. Dado g = 10
m/s².
Todas as vezes que uma máquina realiza um
trabalho parte de sua energia total é dissipada,
trabalho,
dissipada seja
por motivos de falha ou até mesmo devido ao atrito.
Assim, o rendimento,
Assim
rendimento ou
eficiência de uma máquina
será
a
medida
do
aproveitamento da potência
total recebida.
O rendimento (ou eficiência) da máquina será calculado pela
expressão:
O rendimento η (éta) é adimensional,
adimensional mas pode ser expresso em
porcentagem
Veja os exemplos:
1- Qual o rendimento de um motor que
recebe a potência de 300 W,
W durante 1
minuto, e realiza um trabalho de 4320J?
2- O rendimento de uma máquina é de
80%. Sabendo que ela realiza um trabalho
de 1000 J em 20s,
20s determine a potência
total consumida pela máquina.
Exercícios
3- (UF-PI) Um menino de 40 kg de massa sobe 25 degraus de uma
escada em 20 s.
s Se cada degrau tem 0,20
0 20 m de altura e g = 10 m/s
m/s²,
determine a potência útil dos músculos do menino nessa operação, em
watts.
4- Um dispositivo consome 1000 W realizando um trabalho de 3200 J
em 4 s.
s Determine o rendimento desse dispositivo.
dispositivo
5- Um motor cujo rendimento é 80 % está fornecendo potência útil de
1200 W. Qual é a potência total consumida por esse motor?
6 (MED. SANTOS
6SANTOS-SP)
SP) Para arrastar 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.
Exercícios
7- O pêndulo simples da figura ao lado é abandonado no ponto A. O fio
tem comprimento
p
2,0
, m. A massa ppendular é 0,5
, kg.
g Adotando 10 m/s²,,
determine o trabalho da força peso no deslocamento de A para B.
88- Um motor elétrico consome uma potência de 600 W.
W Dessa
potência, apenas 450 W são utilizados na tarefa para a qual ele foi
destinado. Qual é a potência dissipada? Qual é o rendimento do
motor?
Fi !
Fim!