Física
Trabalho de uma força qualquer. Trabalho da força elástica
Borges e Nicolau
Trabalho de uma força qualquer segundo uma trajetória retilínea.
Vamos considerar as situações:
? A força F tem a mesma direção do deslocamento d e sua intensidade F é variável.
Na figura representamos F em função do espaço s.
O módulo do trabalho é numericamente igual à área no diagrama F x s.
? A força tem direção e intensidade F variáveis.
Na figura representamos a componente tangencial Ft da força F em função do espaço s.
Neste caso, o módulo do trabalho é numericamente igual à área no diagrama Ft x s.
Trabalho de uma força qualquer segundo uma trajetória curvilínea.
Também, nesta situação, o módulo do trabalho é numericamente igual à área no diagrama Ft x s.
Trabalho da força elástica
Considere o sistema massa mola em equilíbrio. Ao ser comprimida ou alongada a mola exerce no bloco uma força denominada força elástica Fel.
A intensidade da força elástica é diretamente proporcional à deformação x:
K: constante elástica da mola. No SI é medida em N/m.
Para o cálculo do trabalho realizado pela força elástica construímos o gráfico Fel em função de x.
I?I = A => I?I = (x.K.x)/2 => I?I = K.x2/2
? = +K.x2/2: a mola volta à posição de equilíbrio (A ? 0 ou A' ? 0)
? = -K.x2/2: a mola é comprimida (0 ? A) ou alongada (0 ? A')
Exercícios Básicos
Texto referente às questões 1 e 2. Uma pequena esfera se desloca em uma reta sob ação de uma força que tem a mesma direção do deslocamento d e sua intensidade F é variável.
Calcule o trabalho que a força F realiza, no deslocamento de 0 a 6 m. Analise os casos:
Exercício 1:
Exercício 2:
Exercício 3:
Seu Joaquim arrasta uma caixa ao longo de um plano inclinado visando colocá-la na carroceria de um caminhão.
Ele aplica na caixa uma força paralela ao plano inclinado e cuja intensidade F varia com a distância, conforme indica o gráfico abaixo.
São dadas as intensidades das outras forças que agem na caixa:
? Peso: P = 60 N
? Força de atrito: Fat = 7,0 N
? Força normal: FN = 58 N
Calcule o trabalho realizado pelas forças que agem na caixa no deslocamento do solo (C) até a carroceria do caminhão (A).
Sabe-se que AC = 6,0 m e AB = 1,5 m
Exercício 4:
Uma mola tem constante elástica K = 100 N/m. Seu comprimento quando não deformada é de 0,30 m. Qual é o trabalho da força elástica quando a mola é alongada de modo que seu comprimento passe para 0,40 m?
Exercício 5:
Um bloco esta preso a uma mola de constante elástica K = 200 N/m. Seu comprimento quando na posição de equilíbrio é de 0,20 m (posição O). A mola é alongada até que seu comprimento passe a 0,40 m (posição A). Qual é o trabalho da força elástica no deslocamento de A até O?
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Borges e Nicolau
Trabalho de uma força qualquer segundo uma trajetória retilínea.
Vamos considerar as situações:
? A força F tem a mesma direção do deslocamento d e sua intensidade F é variável.
Na figura representamos F em função do espaço s.
O módulo do trabalho é numericamente igual à área no diagrama F x s.
? A força tem direção e intensidade F variáveis.
Na figura representamos a componente tangencial Ft da força F em função do espaço s.
Neste caso, o módulo do trabalho é numericamente igual à área no diagrama Ft x s.
Trabalho de uma força qualquer segundo uma trajetória curvilínea.
Também, nesta situação, o módulo do trabalho é numericamente igual à área no diagrama Ft x s.
Trabalho da força elástica
Considere o sistema massa mola em equilíbrio. Ao ser comprimida ou alongada a mola exerce no bloco uma força denominada força elástica Fel.
A intensidade da força elástica é diretamente proporcional à deformação x:
Fel = K . x (Lei de Hooke)
K: constante elástica da mola. No SI é medida em N/m.
Para o cálculo do trabalho realizado pela força elástica construímos o gráfico Fel em função de x.
I?I = A => I?I = (x.K.x)/2 => I?I = K.x2/2
? = +K.x2/2: a mola volta à posição de equilíbrio (A ? 0 ou A' ? 0)
? = -K.x2/2: a mola é comprimida (0 ? A) ou alongada (0 ? A')
Exercícios Básicos
Texto referente às questões 1 e 2. Uma pequena esfera se desloca em uma reta sob ação de uma força que tem a mesma direção do deslocamento d e sua intensidade F é variável.
Calcule o trabalho que a força F realiza, no deslocamento de 0 a 6 m. Analise os casos:
Exercício 1:
Exercício 2:
Exercício 3:
Seu Joaquim arrasta uma caixa ao longo de um plano inclinado visando colocá-la na carroceria de um caminhão.
Ele aplica na caixa uma força paralela ao plano inclinado e cuja intensidade F varia com a distância, conforme indica o gráfico abaixo.
São dadas as intensidades das outras forças que agem na caixa:
? Peso: P = 60 N
? Força de atrito: Fat = 7,0 N
? Força normal: FN = 58 N
Calcule o trabalho realizado pelas forças que agem na caixa no deslocamento do solo (C) até a carroceria do caminhão (A).
Sabe-se que AC = 6,0 m e AB = 1,5 m
Exercício 4:
Uma mola tem constante elástica K = 100 N/m. Seu comprimento quando não deformada é de 0,30 m. Qual é o trabalho da força elástica quando a mola é alongada de modo que seu comprimento passe para 0,40 m?
Exercício 5:
Um bloco esta preso a uma mola de constante elástica K = 200 N/m. Seu comprimento quando na posição de equilíbrio é de 0,20 m (posição O). A mola é alongada até que seu comprimento passe a 0,40 m (posição A). Qual é o trabalho da força elástica no deslocamento de A até O?
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