1º Ano - Ensino Médio - Noturno - Física - Transferência, Transformação e Conservação de Energia.

TRABALHO 

Para realizar trabalho, precisamos fazer alguma força e nos deslocar (infelizmente ainda não sabemos como realizar trabalho sem fazer força – Para os preguiçosos, isso seria uma boa!) 

O trabalho pode ser expresso, matematicamente, como:


No Sistema Internacional (SI), o trabalho é medido em Joule , sendo definido pelo produto das unidades de força, medida em Newton e deslocamento, medido em metro . Ou seja: 1 Joule é igual a 1 Newton-metro . Quanto maior a força e a distância percorrida, maior será o trabalho realizado. Mas não é em qualquer situação que uma força realiza trabalho, a realização de trabalho depende do ângulo com que a força é aplicada sobre um corpo e como este corpo está se deslocando. 
O trabalho varia seguindo uma função matemática chamada cosseno. Os valores de cosseno do ângulo nunca são maiores que (1) e nem menores que (-1). A tabela abaixo apresenta alguns valores de cos(α) que poderão ser úteis nas aplicações mais comuns. 
Para saber mais: Faça uma revisão de Trigonometria, que é um conteúdo da disciplina de Matemática.


• Note que a função cosseno é máxima quando o ângulo (α) é igual a (0°), ou seja, quando a força aplicada for paralela ao deslocamento e no mesmo sentido deste, o trabalho assumirá seu valor extremo, sendo um valor positivo. 
• A função cosseno é nula quando o ângulo (α) é igual a (90°). Em situações onde a força aplicada é perpendicular ao deslocamento do corpo, não há realização de trabalho1 .
• Note também que a função cosseno é mínima quando o ângulo (α) é igual a (180°), ou seja, quando a força aplicada for na direção do deslocamento e no sentido contrário ao deste, o trabalho assumirá seu valor extremo, porém sendo um valor negativo. 

EXEMPLOS 

Vamos analisar alguns exemplos básicos de aplicação: Como realizar trabalho sobre um carrinho de mão? Para efeito de simplificação, vamos desconsiderar que há força de atrito entre a roda e o chão e vamos assumir que a roda não gira, apenas desliza sobre o chão.
 Obs: Apenas na pequena subida, há uma pequena realização de trabalho, mas vamos desconsiderar esse pequeno efeito.

Para empurrar um carrinho de mão: 
• Primeiro você precisa levantar a parte traseira do carrinho, um pouco, e mantê-la suspensa a uma certa altura do chão. Vamos chamar essa força de (Fz ). Ela aponta para cima, na direção vertical. 
• Depois você o impulsiona para frente. Vamos chamar essa força de (Fx ). Ela aponta para a direita, na direção horizontal. 
Ou seja, você exerce duas forças simultaneamente sobre o carrinho de mão (Fz e Fx ) é a (F) força resultante, composta por essas duas forças.



Exemplo 2: Agora vamos analisar a força que você impulsiona o carrinho de mão para frente. Chamamos ela de (Fx ).



Vamos considerar, para efeito de simplificação, que você está descendo uma leve ladeira com o carrinho de mão, mantendo a força constante (Fz ) apenas para manter sua traseira suspensa. Você, ao mesmo tempo, está “segurando” o carrinho contra a gravidade (consulte a figura acima), ou seja, o carrinho tende e se mover para a esquerda, na direção (x) (observe o sentido que a seta aponta), mas você aplica a força (Fx ) para a direita (no sentido oposto ao do deslocamento do carrinho). 
Sua força (Fx ), neste caso, é uma força que está resistindo ao deslocamento do carrinho de mão.


ATIVIDADES 

01 – Quanto maior a distância percorrida, maior o trabalho realizado? Em qualquer situação uma força realiza trabalho? Justifique com suas palavras. 

02 – Um bloco de peso (P = 60[N]) desliza do ponto A ao B ponto uma distância x = 1[m] sem atrito sobre uma mesa, puxado por uma força constante de intensidade F = 40[N], inclinada de um ângulo (α = 45o ) com a horizontal. 
Nesse deslocamento, determine o trabalho realizado:


A) pela força (F); 
B) pela força peso e a força normal.

03 – A figura a seguir mostra as forças que atuaram sobre o corpo no percurso de A até B de metro de extensão x = 1[m].


Nesse percurso: 
A) Quais forças não realizam trabalho? 
B) Qual é o trabalho total realizado sobre o corpo (ou seja, qual é o trabalho da força resultante)?

Comentários

Postagens mais visitadas deste blog

2º Ano - Ensino Médio - Noturno - Geografia - Os Cenários da Globalização e Fragmentação.

2º Ano Ensino Médio - Compreensão e produção de texto.

1º Ano Ensino Médio - Noturno - Espelho, espelho meu... como eu me vejo?