fÍsica - centrodemidias.am.gov.br · 1. calcule o trabalho realizado por uma força constante f =...
Post on 17-Dec-2018
213 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Aula 7.2Conteúdo
• Trabalho de uma força constante, trabalho da força peso e potência.
3
CONTEÚDOS E HABILIDADES
Habilidade • Entender a definição de trabalho mecânico, trabalho da
força peso e potência para solucionar problemas simples envolvendo esses conceitos.
4
CONTEÚDOS E HABILIDADES
Estudamos anteriormente a energia e suas modalidades. Vimos várias formas de energia e como fazemos para gerar e armazenar essas formas de energia. Podemos destacar a energia mecânica e a energia elétrica. Nesta aula veremos o conceito de trabalho relacionado à mecânica e entenderemos a relação entre trabalho e energia.
5
REVISÃO
A definição de trabalho na física é diferente daquela que temos em nosso cotidiano. Quando falamos em trabalho logo pensamos nas atividades que desenvolvemos durante o decorrer do dia. Descreva uma atividade do seu cotidiano que envolva a aplicação de uma força causando um deslocamento.
6
DESAFIO DO DIA
Trabalho de uma força (τ)Consideremos um corpo sendo arrastado sobre uma superfície horizontal, submetido à ação de uma força F. Suponha que a força F seja constante e que o corpo se desloque de uma distância d. Sendo θ o ângulo entre F e a direção do deslocamento do corpo, define-se o trabalho, ( ), realizado pela força F da seguinte forma:
τ
8
AULA
O trabalho da força constante F ( ), que forma com o deslocamento d um ângulo θ, é dado por:
= F · d · cos θ
τ
τ
9
AULA
Caso a força seja na mesma direção do deslocamento, o trabalho da força F será, apenas:
= F · dτ
10
AULA
A unidade do trabalho no S.I. é o joule em homenagem ao físico inglês do século XIX, James P. Joule, que desenvolveu vários trabalhos no campo de estudo da energia. Então:
N · m = Joule (J)
11
AULA
Se uma força for aplicada a um corpo e este corpo não sofrer um deslocamento (d = 0), o trabalho desta força é nulo.
12
AULA
Exemplo 1Consideremos um corpo se deslocando de uma distância d = 2,0 m, submetido à ação de uma força F = 10N como é mostrado na figura. Calcule o trabalho realizado pela força F nesse deslocamento.
13
AULA
Exemplo 2Consideremos um corpo se deslocando de uma distância d = 2,0 m, submetido à ação de uma força F = 10 N que forma um ângulo de 60o com a direção horizontal, como é mostrado na figura. Calcule o trabalho realizado pela força F nesse deslocamento. (dado cos 60o = 0,5).
15
AULA
Trabalho da força pesoÉ o trabalho que se realiza quando se desloca uma certa massa contra ou a favor da gravidade, ou seja, é a própria energia potencial gravitacional.
Epg = m · g · Δh
Neste caso o produto m · g, que representa o peso do corpo, é a força feita para erguer o corpo e Δh é a distância que o corpo se desloca na direção vertical.
17
AULA
Potência (P)Na vida prática, temos interesse em que um determinado trabalho seja realizado no menor tempo possível. Entre duas máquinas que realizam o mesmo trabalho, com a mesma perfeição, preferimos sempre a mais rápida.
18
AULA
Para se medir a rapidez com que se realiza um certo trabalho, define-se uma grandeza denominada potência.Se uma força realiza um trabalho (τ), durante um intervalo de tempo Δt, a potência, P, dessa força é definida como sendo:
P = __τDt
19
AULA
Podemos perceber que, pela definição dada, quanto menor for o tempo empregado por uma máquina para realizar um certo trabalho maior será sua potência.A unidade de medida da potência no S.I. é Joule/segundo: J/s. Essa unidade é denominada watt (W), em homenagem a James Watt, inventor da máquina a vapor. Assim, a potência de 1 watt corresponde ao trabalho de 1 J realizado em 1 s, isto é:
1 J/s = 1 watt = 1 w20
AULA
ExemploUm operário, em uma construção, eleva, com velocidade constante, um corpo de massa m = 20 kg até uma altura d = 3,0 m, gastando um tempo de Δt = 10 s para realizar essa operação, como mostra a figura. (considere g = 10 m/s2).
21
AULA
a) Qual o valor da força exercida pelo operário para elevar o corpo?b) Qual o trabalho realizado pelo operário nessa operação?c) Qual a potência desenvolvida pelo operário?
22
AULA
PREVIEWSoluçãoa) A força deve ser igual ao peso do corpo, pois este se eleva com velocidade constante:
F = m · gF = 20 · 10F = 200 N
23
AULA
PREVIEWb) O trabalho realizado pelo operário e o próprio trabalho da força peso:
= F · d = 200 · 3 = 600 J
ττ
τ
24
AULA
1. Calcule o trabalho realizado por uma força constante F = 30 N que aplicada na mesma direção e sentido do deslocamento de um bloco de madeira, faz com que esse mesmo bloco se desloque por uma distância de 5,0 m.2. Com relação a atividade 1, se a força F for aplicada sobre o bloco durante um intervalo de tempo de 3 s, qual é a potência dessa força?
26
DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
Energia É um termo que deriva do grego “ergos” cujo significado original é trabalho.Energia na Física está associado à capacidade de qualquer corpo produzir trabalho, ação ou movimento.A energia atua como agente de todas as transformações.
29
RESUMO DO DIA
Trabalho de uma força (τ)Consideremos um corpo sendo arrastado sobre uma superfície horizontal, submetido à ação de uma força F. Sendo θ o ângulo entre F e a direção do deslocamento do corpo, define-se o trabalho, ( ), realizado pela força F da seguinte forma:
τ
33
RESUMO DO DIA
O trabalho da força constante F ( ), que forma com o deslocamento d um ângulo θ, é dado por:
= F · d · cos θ
τ
τ
34
RESUMO DO DIA
Caso a força seja na mesma direção do deslocamento, o trabalho da força F será, apenas:
τ = F · d
35
RESUMO DO DIA
A unidade do trabalho no S.I. é o joule em homenagem ao físico inglês do século XIX, James P. Joule, que desenvolveu vários trabalhos no campo de estudo da energia. Então:
N · m = Joule (J)
36
RESUMO DO DIA
Se uma força for aplicada a um corpo e este corpo não sofrer um deslocamento (d = 0), o trabalho desta força é nulo.
37
RESUMO DO DIA
Trabalho da força pesoÉ o trabalho que se realiza quando se desloca uma certa massa contra ou a favor da gravidade, ou seja, é a própria energia potencial gravitacional.
Epg = m · g · ΔhNeste caso o produto m · g, que representa o peso do corpo, é a força feita para erguer o corpo e Δh é a distância que o corpo se desloca na direção vertical.
38
RESUMO DO DIA
Potência (P)Na vida prática, temos interesse em que um determinado trabalho seja realizado no menor tempo possível. Entre duas máquinas que realizam o mesmo trabalho, com a mesma perfeição, preferimos sempre a mais rápida.
39
RESUMO DO DIA
Para se medir a rapidez com que se realiza um certo trabalho, define-se uma grandeza denominada potência.Se uma força realiza um trabalho (τ), durante um intervalo de tempo Δt, a potência, P, dessa força é definida como sendo:
P = __τDt
40
RESUMO DO DIA
• Podemos perceber que, pela definição dada, quanto menor for o tempo empregado por uma máquina para realizar um certo trabalho maior será sua potência.
41
RESUMO DO DIA
A unidade de medida da potência no S.I. é Joule/segundo: J/s. Essa unidade é denominada watt (W), em homenagem a James Watt, inventor da máquina a vapor. Assim, a potência de 1 watt corresponde ao trabalho de 1 J realizado em 1 s, isto é:
1 J/s = 1 watt = 1 w
42
RESUMO DO DIA
A definição de trabalho na física é diferente daquela que temos em nosso cotidiano. Quando falamos em trabalho logo pensamos nas atividades que desenvolvemos durante o decorrer do dia. Descreva uma atividade do seu cotidiano que envolva a aplicação de uma força causando um deslocamento.
45
DESAFIO DO DIA
top related