= Trabalho de uma força mecânica (J = joule)

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1 = Trabalho de uma força mecânica (J = joule) É a energia utilizada ou armazenada. É o ato de colocar, tirar ou transformar a energia sobre um objeto ou sistema. Dizemos que existe trabalho mecânico quando uma força aplicada em um corpo provoca o deslocamento desse corpo. Quando a força não desloca o corpo, ela não realiza trabalho mecânico. 1) F = Trabalho da força F: quando esta for constante, paralela ao plano de deslocamento com a mesma direção e no mesmo sentido que a força F. Para ser considerado trabalho, a força deve estar paralela ao = trabalho em J (joule) F = força em N (newton) d = distância ou deslocamento em m (metros) ) F = Trabalho da força de F quando esta forma um ângulo com o plano de deslocamento (J). Para ser considerado trabalho, a força deve estar paralela ao Por isto, pegamos a parcela da força projetada na direção do Observação: O trabalho mecânico de uma força na mesma direção e sentido do deslocamento é positivo e o trabalho de uma força na mesma direção e sentido contrário ao movimento, é negativo. Página 1

2 3) Fat = Trabalho da força de atrito. É negativo pois a força de atrito está sempre contrária ao 4) N = Trabalho da força normal. O trabalho da força normal vale zero pois a força está perpendicular ao Para ser considerado trabalho, a força deve estar paralela ao Neste caso +, pois a força normal está no sentido do deslocamento Neste caso -, pois a força normal está no sentido do contrário ao deslocamneto No caso do elevador, por exemplo, o trabalho da força normal não será zero, pois ele se desloca na direção do 5) Fcp = Trabalho da força resultante centrípeta no M.C.U. O trabalho da força centrípeta vale zero pois a força está sempre perpendicular ao Lembrete: Para ser considerado trabalho, a força deve estar paralela ao Página

3 6) P = Trabalho da força peso (só existe quando o móvel sobe ou desce). a) No deslocamento HORIZONTAL: O trabalho da força peso vale zero pois a força está perpendicular ao Para ser considerado trabalho, a força deve estar paralela ao b) No deslocamento VERTICAL ou PLANO INCLINADO: Lembrando que P m. g b-i) Quando DESCE: P = peso (N) h = altura (m) b-ii) Quando SOBE: P = peso (N) h = altura (m) Página 3

4 7) R = Trabalho resultante ou da força resultante. Calcular separadamente o valor do trabalho de cada força envolvida no sistema e depois fazer a simples soma de todos eles. 8) Gráfico F x d = área do gráfico Exemplo para este gráfico: B b.h (100 0) 5 300J 9) T.E.C. (Teorema da Energia Cinética) m = massa (kg) V = velocidade final (m/s) V o = velocidade inicial (m/s) Página 4

5 10) mola = Trabalho da força elástica da mola. Quando a mola é solta e pode voltar a sua posição inicial, dizemos que a mola está realizando o trabalho (trabalho realizado sobre a mola): Quando a mola está sendo esticada ou comprimida, dizemos que a mola está recebendo ou sofrendo trabalho (trabalho feito sobre a mola): Força Elástica da Mola Gráfico F x x: É uma função do 1º grau do tipo y = a x. k = Constante elástica da mola (N/m) x = Deformação da mola (m) F mola = Força elástica da mola (N) ( ) Página 5

6 Potência Mecânica (W, HP, CV): P ot = Potência em W (watt) P ot m = Potência média em W (watt) P ot i = Potência instantânea em W (watt) = trabalho em J (joule) Δt = tempo em s (segundos) F = força constante em N (newton) V m = velocidade média em m/s F = força constante em N (newton) V m = velocidade instantânea em m/s Gráfico P ot x t: Lembrando que: V i V m S t Vi Vo a. t o V. a. S 1 HP = 745 W 1 CV = 735 W 1kW = 1000 W 1m 3 = 1000 l 1h = 3600 s Potência para bombeamento (recalque) de água ou Usina Hidrelétrica: d = densidade da água = m/v d = 1kg/l = 1000 kg/m 3 vazão = volume/tempo (m 3 /s ou l/s) g = 10 m/s (gravidade) h = altura (m) Página 6

7 = Rendimento (%): P útil x [100 (%)] P total P dis. P tot P útil P útil = é a potência calculada (W) (observe as fórmulas da página anteror de potência) P total = é a potência da máquina (W) (ela geralmente vem escrita no aparelho) P dissipada = é a potência perdida (W) (em geral é transformada em calor) Curiosidade: A unidade de medida Cavalo Vapor O termo cavalo vapor foi implantado por James Watt para demonstrar quantos cavalos correspondia à máquina que ele inventou. James Watt observou e propôs que um cavalo podia suspender um peso de 735N a um metro de altura em um segundo. Ao contrário do que muitos pensam, cavalo vapor e horse power não são simplesmente a tradução um do outro, e sim são duas medidas diferentes, de mesma magnitude mas de valores diferentes. Ambas as unidades representam unidades de potência. O horse power se define como a potência necessária para elevar verticalmente a uma velocidade de 1 pé/min uma massa de libras. É quase a mesma coisa, mas não são iguais. Página 7