Apostila de Física 05 – Trabalho e Potência

Apostila de Física 05 – Trabalho e Potência
1.0 Introdução
Trabalho:
Grandeza escalar em Joules (J).
Associado à forças – “Trabalho de uma força” ≠ “Trabalho de um corpo”.
Depende do referencial.
2.0 Trabalho Paralelo ao Deslocamento
Favorece o deslocamento.
Força constante.
Sentido igual ao deslocamento:
T = F.d
Sentido contrário ao deslocamento:
T = -F.d
90
Trabalho Motor: 0
180
Trabalho Resistente: 90
3.0 Trabalho Não-paralelo ao Deslocamento
Força constante.
Força perpendicular ao deslocamento – Trabalho nulo (cosθ = 0).
4.0 Trabalho de uma Força Qualquer
Neste caso, a força pode ou não ser constante.
Calcula-se o trabalho pela a área do gráfico Fxd:
T=A
5.0 Trabalho do Peso
Deslocamento vertical:
T = P.h
Positivo – O peso está a favor do deslocamento (o corpo está descendo).
Negativo – O peso está contra o deslocamento (o corpo está subindo).
Força conservativa – O trabalho independe da trajetória.
Deslocamento horizontal – Trabalho do peso é nulo.
6.0 Trabalho de uma Força Elástica
A equação de força vezes deslocamento não pode ser aplicada – A força não é
constante, pois varia com a deformação.
Utiliza-se a área do gráfico Fx.X, cujo desenho é um triângulo:
Trabalho resistente – A mola é alongada ou comprimida (saindo de „O‟).
Trabalho motor – A mola volta a posição de equilíbrio (indo para „O‟).
Força conservativa – O trabalho independe da trajetória.
7.0 Potência
Potência é o ato de realizar trabalho em um certo tempo. Ela é expressa em
Watts (W).
Potência média:
P
Pm
OU
t
F .Vm
Potência instantânea:
Pinst
F .Vinst
W = J/s.
KW = 10³W.
MW = 106W.
GW = 109W.
Cavalo-vapor – CV = 736W.
Horse-power – HP = 746W.
Quilowatt-hora – kWh = 3,6.106J.
Elétron-volt – EV = 1,6.10-19J.
8.0 Rendimento
Potência Total:
PT
PU
PD
PU = Potência Útil;
PD = Potência Dissipada;
Rendimento:
PU
PT
Adimensional – Multiplica-se por 100 para obter-se a porcentagem:
%
PU
.100%
PT