Trabalho realizado por forças constantes que atuam num ... · Trabalho potente, resistente e nulo Trabalho realizado por mais do que uma força constante Representação gráfica

Trabalho realizado por forças

constantes que atuam num

sistema em qualquer

direção A noção de trabalho

Trabalho potente, resistente e nulo

Trabalho realizado por mais do que uma força constante

Representação gráfica do trabalho realizado por uma força constante

4/20/2013 Dulce Campos

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A noção de trabalho

Em sistemas mecânicos há transferência de energia

através da aplicação de forças que realizam trabalho.

Na linguagem científica, o significado do termo «trabalho»

será diferente do da linguagem corrente?


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para haver realização de trabalho é necessário que exista uma força a atuar num sistema e que o ponto de aplicação dessa força se desloque no espaço.

Em Física, trabalho é uma grandeza física escalar designada pela letra maiúscula W. Para calcular o trabalho realizado por uma Força constante, 𝑭, que atua num sistema 𝑾𝑭 ou W(𝑭) considera-se:

. a componente da força que atua na direção do movimento;

. o valor do deslocamento do ponto de aplicação da força.


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Deve ser considerada a componente da força que efetivamente faz deslocar o b1oco. Ela é a

chamada componente ou projeção de 𝑭 direção

do movimento e designa-se por força eficaz,𝑭ef A força eficaz é a componente da força responsável pelo trabalho realizado sobre o bloco.

Também pode ser designada por 𝐹𝑥 tendo

em conta o referencial convencionado 4/20/2013 Dulce Campos

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Trabalho potente, resistente

e nulo

Aplicando a definição de

trabalho às várias forças

que atuam

no bloco


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e nulo


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e nulo Exemplos de situações em que não há

realização de trabalho


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e nulo


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e nulo


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e nulo


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Trabalho realizado por mais

do que uma Força

constante


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do que uma Força

constante Duas formas diferentes, conduzindo ambas ao

mesmo resultado

1. uma das formas de determinar o trabalho total

realizado pelas quatro forças é calcular primeiro

o trabalho de cada uma das forças e, depois,

fazer a sua soma algébrica

2. A outra forma de determinar o trabalho total realizado pelas quatro forças é calcular,

primeiro, a força resultante de todas as forças

que atuam no sistema e, depois, determinar o

trabalho dessa força resultante; 4/20/2013 Dulce Campos

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do que uma Força

constante

A expressão anterior mostra a independência

das forças que

atuam num sistema, sela qual for o seu número 4/20/2013 Dulce Campos

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do que uma Força

constante


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Representação gráfica do

trabalho realizado por uma

força constante Pode representar-se o trabalho realizado pela força

eficaz- num gráfico Fef = f (Δx), onde a intensidade da

força eficaz é indicada no eixo das ordenadas e o

deslocamento é indicado no eixo das abcissas.

TRABALHO REALIZADO POR UMA FORÇA

CONSTANTE

TRABALHO POTENTE OU MOTOR

- POSITIVO


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força constante TRABALHO REALIZADO POR UMA FORÇA

CONSTANTE

TRABALHO NULO


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força constante TRABALHO REALIZADO POR UMA FORÇA

CONSTANTE

TRABALHO RESISTENTE -

NEGATIVO


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Num sistema, podem ocorrer fenómenos

de dissipação de energia, que estão

associados ao aquecimento e/ou

deformação do sistema.

A dissipação de energia ocorre porque

parte da energia mecânica transferida

ao sistema é transformada em energia

não útil.

As forças que originam esse tipo de

fenómenos são designadas por forças

dissipativas (ou resistivas). As forças de

atrito cinético e a resistência do ar são

exemplos desse tipo de forças.

A acção das forças

dissipativas


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dissipativas

Em sistemas complexos, a

transformação de parte da energia

mecânica transfenda em energia interna

manifesta-se, em geral, na elevação da

temperatura do sistema, ou seja, no

aumento da energia interna do sistema

(aumento das energias cinética e

potencial microscópicas das suas

panÍculas constituintes).

O aumento da energia interna é,

normalmente, transferido para a

vizinhança do sistema sob a forma de

calor.


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dissipativas Nos sistemas mecânicos, pelo modelo da

partÍcula material, desprezam-se os fenómenos de aquecimento e de deformação, não tendo em conta as variaçoes de energia interna daÍ decorrentes

É importante reconhecer a acção das forças dissipativas na diminuição da energia mecânica do sistema. Isto acontece porque as forças dissipativas se opoem sempre ao movimento, realízando assim um trabalho negativo ou resistente, que faz diminuir a energia do sistema.

A esta diminuição de energia (mecânica) está associado um aumento da energia interna do sistema, embora este último facto seja desprezado.


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dissipativas - Exemplos

Quando um corpo cai devido ao seu peso, em

condiçoes reais, ele está igualmente sujeito à

acção da resistência do ar, que é uma força

que actua na direcção e no sentido contrários

ao do movimento do corpo.

Realiza trabalho negativo, o que faz diminuir a

energía cinética do corpo. A essa diminuição da energía mecânica do corpo está associado -

um aumento da sua energia interna, devido à

fricção com as paÍÍculas do ar e ao consequente aquecimento do corpo e das suas

vizinhanças 4/20/2013 Dulce Campos

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Ao entrar na atmosfera terrestre, o calor gerado devido à

fricção é tão elevado que, se o Space Shuttle não tivesse

uma cobertura resistente a altas temperaturas, arderia. 4/20/2013 Dulce Campos

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quando um corpo se mover sobre uma superfÍcie

horizontal, sabemos que acaba por parar ao fim

de algum tempo, devido às forças de atrito

resultam das interacçÕes que se estabelecem

entre duas

• superfÍcies em contacto. Qualquer supedÍcie - por

mais polida e limpa que esteja - apresenta sempre,

a nÍvel microscópico, pequenas irregularidades. 4/20/2013 Dulce Campos

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Devido a estas caracterÍsticas

microscópicas, as forças de atrito são, na

realidade, inúmeras e dependentes das

condições de contacto existentes.

Ao aplicar o modelo da partícula

material no estudo do moúmento do

sistema, as inúmeras e variáveis forças de

atrito são tomadas como sendo uma só

força de atrito média constante a atuar num ponto – o centro de massa do

sistema.


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Elas apresentam também vantagens

Sem as forças de atrito, não se poderia caminhar, correr ou andar de bicicleta.

Não se poderia segurar num lápis e, caso pudéssemos fazê-lo, ele não escreveria.

Os pregos e os parafusos seriam inúteis, a roupa e os tecidos tricotados desfar-se-iam e os nós desatar-se-iam...

as gotas de chuva poderiam causar danos enormes ao chegar ao solo, devido à elevadÍssima velocidade de queda,

A vida, tal como se conhece, seria impossÍvel... 4/20/2013 Dulce Campos

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