Alfaconnection
By Lucien Silvano Alhanati
Física
Energias mecânicas EMC
Trabalho e Potência EMC01
Trabalho EMC0101
O que se entende por trabalho realizado por uma força? EMC010101
Quando uma força constante de módulo F
se desloca de d em sua própria direção e
sentido dizemos que ela realiza um trabalho W,
tal que
W = F.d |
Qual é a definição de trabalho realizado por uma força constante? EMC010102
Quando uma força constante de módulo F
se desloca de d em uma direção fazendo um
ângulo a com a
direção da força dizemos que ela realiza um trabalho W,
tal que
W = F.d.cosa Esta definição é o resultado da seguinte conceituação
vetorial.
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Em que condições uma força que se desloca não realiza trabalho? EMC010103
Uma força que se desloca não realiza trabalho quando ela
é normal ao deslocamento.
W = F.d.cos 90o
como cos
90o = 0 |
Em que condições uma força realiza um trabalho negativo? EMC010104
Uma força realiza um trabalho negativo quando
cosa < 0 isto é, quando a força tende a contrariar o
deslocamento. quando cosa=
cos180o = -1 o trabalho realizado pela força de atrito é sempre negativo uma vez que ela é sempre contrária ao deslocamento. |
Qual é a definição de trabalho realizado por uma força variável? EMC010105
Consideremos uma força representada pelo vetor F
realizando um deslocamento infinitesimal representado pelo vetor ds. O trabalho infinitesimal realizado dW é representado pelo produto escalar dW = F . ds
Quando a força se desloca da posição A para a posição B ela realiza um trabalho W que é a soma (integral) dos trabalhos infinitesimais dW. |
Qual é a unidade SI de trabalho? EMC010106
A unidade SI de trabalho é o joule
representado por J. Um joule é o trabalho realizado pela força de 1 newton que se desloca de 1 metro em sua direção e sentido.
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Qual é a definição e o valor da unidade prática de trabalho denominada de quilogrâmetro? EMC010107
Um quilogrâmetro (kgfm)
é o trabalho realizado pela força de um quilograma-força
(kgf) que se desloca de um metro
(m) na sua direção e sentido.
Valor de 1kgfm em J:
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Classificação das forças quanto ao trabalho realizado? EMC010108
Consideremos uma força F deslocando-se de uma posição A para uma posição B segundo 3 trajetórias diferentes, realizando trabalhos Wa, Wb e Wc respectivamente. |
A força é dissipativa ou não conservativa quando o trabalho realizado depender da trajetória, isto é, quando Wa , Wb e Wc forem diferentes.
A força é conservativa quando o trabalho realizado não depender da trajetória, isto é, quando Wa , Wb e Wc forem iguais. |
A força peso é uma força conservativa? EMC010109
Sim. Uma vez que o
trabalho realizado pela força peso não depende da trajetória, sendo
função apenas das posições inicial e final. Vamos demonstrar esta
afirmativa: Consideremos um corpo de peso P deslocando-se da posição A para a posição B, como mostra a figura abaixo. Vamos dividir a trajetória em arcos tão pequenos de forma a
podermos confundir o arco com a corda correspondente, no caso da figura
a trajetória foi dividida em 3 arcos. W1 = P.d1cos a1
= P.h1 O trabalho WA,B no deslocamento de A até B é a soma dos trabalhos parciais ou seja WA,B = P.h1 + P.h2 +
P.h3 ou Como h não depende da trajetória sendo função apenas das posições A e B, o trabalho realizado pela força P não depende da trajetória. A força P é portanto conservativa. |
Qual é a representação do trabalho realizado por uma força num gráfico força x deslocamento? EMC010110
Considere o gráfico força x deslocamento de uma força
F que se desloca na sua própria
direção desde a posição A até B, conforme mostra a figura. Quando a força F realiza um deslocamento infinitesimal (muito pequeno) ds, ela realiza um trabalho infinitesimal (muito pequeno) dW = F.ds representado pela área em amarelo na figura. O trabalho WAB realizado pela força F no deslocamento desde A até B é a integral (soma) dos trabalhos dW infinitesimais (muito pequenos),sendo representado pela área em amarelo da figura.
O trabalho realizado por uma força que se desloca em sua própria direção é representado graficamente pela área (em amarelo) compreendida entre a curva e o eixo dos deslocamentos de um gráfico força x deslocamento. |
Qual é o valor do trabalho realizado por uma força na deformação de uma mola? EMC010111
Considere uma força F que
deforma de x uma mola de constante
elástica k. Sabemos que a força elástica é em módulo F = kx. O gráfico de F em função de x está mostrado na figura. O trabalho realizado pela força é representado pela área do
triângulo amarelo, cujo valor é:
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