FÍSICA
2ª SÉRIE
TRABALHO MECÂNICO (II)
AULA 31
Compreender o conceito de trabalho em diversos contextos.
OBJETIVO DA AULA
Hd03 — Compreender o conceito de trabalho em diversos contextos.
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Analisem a imagem abaixo:
Nesta situação, como fazemos para determinar o trabalho realizado pela força?
Debatam entre vocês:
CONCEITO FÍSICO DE TRABALHO
Uma criança usa uma cordinha de varal para puxar carrinho de brinquedo pela casa, como mostra a figura abaixo:
𝛂
Agora, observe ao lado que, diferentemente do que vimos na aula anterior, a força é aplicada no sentido do deslocamento numa corda que forma um ângulo (𝛂) com a superfície.
MEDIDA DO TRABALHO MECÂNICO
Nesta situação, podemos calcular o trabalho mecânico pela seguinte expressão:
𝛂
Trabalho (J)
Força (N)
Deslocamento (m)
2 min
𝝉 = F ∙ d ∙ cos(α)
Anota aí!
Ângulo entre a força e o sentido do deslocamento (°)
PRATICANDO 1
Uma caixa desliza com velocidade constante sobre uma superfície horizontal lisa puxada por meio de uma corda inextensível e de massa desprezível. A corda faz um ângulo de 53° com a horizontal e a tração que ela transmite ao bloco é de 80 N. Se o bloco sofrer um deslocamento de 20 m ao longo da superfície, o trabalho realizado pela tração no bloco será de:
Dado: cos 53° = 0,6
1 min.
Ç
𝝉 = F ∙ d ∙ cos(α)
Aplicando a expressão:
𝝉 = 80 ∙ 20 ∙ 0,6
𝝉 = 960 J
TRABALHO REALIZADO PELA FORÇA PESO
Quando a corda se rompe e o balde cai:
Nessa situação, o trabalho é realizado pela força peso (gravitacional), dessa forma, depende da massa e da altura do balde em relação ao solo (ou diferença de altura entre o ponto inicial e final). Assim:
Anota aí!
Ou ainda:
PRATICANDO 2
Um skatista de massa 60 kg percorre uma pista em formato de �rampa, partindo do ponto mais alto (ponto A) e descendo até o �nível do solo (ponto B). A rampa tem um comprimento total de �15 m, mas a diferença de altura vertical entre os pontos A e B �é de 4 m. Considerando g = 10 N/kg, qual o trabalho realizado �pela força peso durante o trajeto de A para B?
O trabalho da força peso depende apenas do seu deslocamento vertical.
Dados:
m = 60 kg;
g = 10 N/kg;
∆h = 4 m
τ = 𝑚 ∙ 𝑔 ∙ △h
τ = 60 ∙ 10 ∙ 4
τ = 2400 J
CÁLCULO DO TRABALHO MECÂNICO
Pela medida da área de um gráfico
Para calcular o trabalho de uma força por meio de um gráfico, basta calcular à área da figura. Porém:
F (N)
d (m)
– O gráfico: deve ser força (eixo vertical) em função do deslocamento (eixo horizontal);
– O cálculo: depende da figura geométrica formada (retângulo, triângulo ou trapézio) entre os eixos do gráfico.
d (m)
F (N)
F (N)
d (m)
PRATICANDO 3
A figura e o gráfico abaixo representam a força elástica aplicada em uma mola em função da sua deformação:
Determine o trabalho realizado pela força elástica.
RESOLUÇÃO DO PRATICANDO 3
F (N)
10
0
0,5 d (m)
O gráfico dessa questão permite que o trabalho realizado possa ser determinado área do triângulo. Observe:
O QUE VIMOS?
Na aula de hoje, compreendemos o conceito de trabalho mecânico em diversos contextos.
LIVRO DIDÁTICO
Professor(a), caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse:
Identidade
Volume único.
Pág.122
REFERÊNCIAS
GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 3. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.
HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.
BIBLIOGRÁFICAS:
IMAGENS, VÍDEOS E ANIMAÇÕES:
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