Mecanica Aplicada - garcia.xpg.com.br

Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias - Laboratório de Engenharia Agrícola
EAG 03204 – Mecânica Aplicada
Prof. Ricardo Ferreira Garcia – [email protected]
Conceitos de trabalho, energia, potência e torque
1. Trabalho (W)
Considere um corpo sobre a qual atua uma força. No caso, a força
partícula é retilíneo e no sentido da força.

F é constante e o movimento da

O trabalho W, realizado pela força F sobre o corpo, sendo esta força paralela ao deslocamento do
corpo, é definido como o produto do módulo da força pela distância que o corpo percorreu.
W F 
em que:
W = trabalho realizado sobre um corpo, N.m, ou J;
F = módulo da força aplicada (paralela ao deslocamento), N; e
 = distância percorrida pelo corpo, m.
Trabalho positivo
-

quando a força F atua sobre um corpo no mesmo sentido de seu movimento, ela está
favorecendo o movimento deste corpo. Neste caso, considera-se positivo o trabalho realizado
pela força.
Trabalho negativo
-

quando a força F atua em sentido contrário ao movimento do corpo, ela dificulta este
movimento. Neste caso, o trabalho realizado é considerado negativo.
2. Potência (P)
Potência é a capacidade de realizar trabalho num determinado intervalo de tempo.
Sendo W o trabalho realizado durante um tempo t, a potência desenvolvida P é dada por:
P
W
t
em que:
P = potência desenvolvida, J/s, ou W;
W = trabalho realizado durante um tempo t, J; e
t = tempo, s.
2.1. Unidades de potência
- Watt (W)
1J
1 W
1s
1.000 W  1 kW
(W = Watt)
- Cavalo-vapor (cv)
1 cv  75 kgf .
1m
1s
1 cv  735 N .
1 cv  735 W
1m
1s
(1 kgf = 9,81 N)
- Horse power (hp)
1 hp  550 lbf.
1 pé
1s
(1 lbf = 0,454 kgf e 1 pé = 30,34 cm)
1 hp  745,7 W
A potência também pode ser determinada por:
P
W
t
e
W F 

P
F 
t

PF v
em que:
P = potência, W;
F = força aplicada, N; e
v = velocidade de deslocamento, m/s.
3. Energia (W)
A energia é medida por meio da grandeza física trabalho, que é expresso em joules (J). É igual ao
trabalho mecânico, mas nesta situação, dada pelo produto da potência e tempo.
W Pt
em que: 1J  1W . 1s
Normalmente, a energia consumida por máquinas é expressa em quilowatt-hora (kW h).
1 kW h  1.000 W . 1 h  1.000 W .3.600 s  3.600.000 J
4. Torque ou momento de uma força (M)
Considere uma força F atuando sobre um corpo. O torque que atua sobre este corpo em relação à
origem é definido como:
MFd
em que:
M = torque realizado sobre um corpo, N m, ou J;
F = módulo da força aplicada, N; e
d = distância entre a aplicação da força e origem do corpo, m.
5. Torque ou momento de um movimento giratório (M)
Um movimento giratório, como do eixo de um motor, produz um momento que é definido pela relação
entre a potência (P) e a velocidade angular (ω) do eixo. O torque é dado pela equação:
M
P
P


2n
em que:
M = momento de um movimento giratório, N m;
P = potência, W;
ω = velocidade angular, rad/s; e
n = frequência de rotação do eixo, Hz.