Day: 15 de julho de 2016

Exercício 02 (Revisão)-Trabalho mecânico com força inclinada ao deslocamento

Dando prosseguimento aos exercícios de revisão, temos agora mais um caso elementar de trabalho mecânico. No entanto, a força responsável  pelo movimento, está inclinada em relação ao deslocamento do móvel, como podemos ver abaixo.

2ª Questão: Uma força de intensidade de 15 N (Newtons) é aplicada a um bloco, formando um ângulo de 60º com o vetor deslocamento, que tem valor absoluto igual a 5 m (metros). Qual o trabalho realizado por essa força?

2aquestao

Figura 01

Neste caso, comparado à 1ª questão, o valor a força já é dado, sem necessidade de ser calculado.

Anotando os dados fornecido pela questão, temos:

  • \vec{F}=15 N (Força aplicada no bloco);
  • \Delta S=5 m (Distância percorrida pelo bloco);
  • \theta=60^0 (Inclinação entre o vetor força e a direção do deslocamento)

Porém, como havíamos falado nas Aulas adicionais – Trabalho Mecânico, o trabalho de uma força é realizado sempre  na mesma direção (até podendo ser em sentidos opostos) do movimento. Sendo assim, na figura 01, não é a totalidade da força \vec{F}=15 N que realiza trabalho, mas sim uma parcela dela. Parcela esta (projeção) que coincide com a mesma direção do movimento.

Paral o cálculo do trabalho quando a força não é paralela ao movimento, usamos a seguinte equação:

\tau ^{\mid\vec{F}_{x} \mid}=\mid\vec{F}\mid cos\,\theta\times\Delta S

Substituindo os valores, temos:

\tau ^{\mid\vec{F}_{x} \mid}=15\times cos\,60^0\times 5

\tau ^{\mid\vec{F}_{x} \mid}=15\times \frac{1}{2}\times 5

\tau ^{\mid\vec{F}_{x} \mid}=37,5 J

Portanto, o trabalho realizado pela força  \vec{F}_{x} é 37,5 J

É um exercício bem simples, não é mesmo? Mas o caldo pode engrossar. Estamos só começando…

Qualquer dúvida, nos dê o prazer de expor nos comentários para que possamos debater.

Exercício 01 (Revisão)-Trabalho mecânico com força paralela ao deslocamento

Olá Queridos!

Iniciaremos hoje, para deleite dos senhores, uma sequência de sete questões sobre o tema de trabalho mecânico e energia mecânica… Essa é a última oportunidade de aprender essa “bagaça”!

O grau de dificuldade das questões aumentará passo a passo, porém não chegará à “Asian Level”… Será algo “sussa” para não declarar guerra ao sistema imunológico de vocês (que por causas desconhecidas, possuem anticorpos culturais contra a Física)

Os exercícios foram retirados e adaptados por mim de sites de referência para o ensino de Física. Porém alguns aqui, foram criados por mim. Os exercícios retirados de sites e adaptados, serão devidamente referenciados no decorrer das explicações. Vamos ao primeiro:

Exercício 01: Qual o trabalho realizado por uma força aplicada a um corpo cuja massa é 3kg e que se desloca por uma distância de 50 metros à uma aceleração de 2,5 m/s^2?

De acordo com a questão, temos a figura abaixo:

1aquestao

Figura 01

Resolução:

Primeiramente, gosto muito de anotar todos os dados fornecidos pela questão, pois nos dá uma visão do que “possuimos” e facilita o “para onde vamos com tudo isso”.

Os dados são:

  • m (massa do bloco) = 3 kg;
  • \mid \vec{a} \mid (módulo da velocidade) = 2,5 m/s^2;
  • \Delta s (Distância percorrida pelo corpo) = 50 m;
  • \mid \vec{F} \mid (Força aplicada no bloco) = ?;
  • \tau^{\mid \vec{F} \mid} (Trabalho mecânico realizado pela força) = É o que se pede.

Pois bem. Não temos o valor da força \mid \vec{F} \mid aplicada para o cálculo do trabalho, porém pode-se calcular pelo princípio fundamental da dinâmica:

\sum\mid\vec{F}\mid=m\mid\vec{a}\mid,  (1)  então:

\mid\vec{F}\mid=3\times2,5

\mid\vec{F}\mid=7,5 m/s^2

Uma vez calculada a força, podemos calcular o trabalho realizado por ela com a utilização da equação abaixo:

\tau^{\mid \vec{F} \mid}=\mid \vec{F} \mid\times\Delta S (2)

Substituindo o valor calculado da força e do deslocamento fornecido pela questão, temos:

\tau^{\mid \vec{F} \mid}=7,5\times50

O valor do trabalho realizado pela força é:

\tau^{\mid \vec{F} \mid}=375 J

Bem. Questão resolvida! Porém, existe um detalhe relacionado ao conceito de trabalho mecânico que não foi abordado. Devido o título da postagem, esse detalhe foi suprimido na equação (2). Vocês saberiam responder? Estou aguardando os debates!