AULA 3 Fisica I

TRABALHO E ENERGIA

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TRABALHO
Em geral, quando uma força F atua sobre um objeto fazendo com que ele se desloque de uma posição inicial ri para uma posição final rf, dizemos que esta força realizou trabalho (W).

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Trabalho
Força constante

θ

xi

xf

Onde “Fx” é o módulo da força aplicada e ∆x é o módulo do deslocamento. O trabalho de uma força constante é igual ao produto escalar entre essa força e o deslocamento do objeto.

3

Trabalho
Força constante

•Forças perpendiculares ao deslocamento (θ = 90o) não realizam trabalho; •O trabalho pode ser positivo, negativo ou nulo.
•É uma grandeza escalar medida em joules (J)

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Ex. Uma caixa de 50 Kg se move na horizontal, sem atrito, da esquerda para a direita, de modo que o módulo de seu deslocamento é 10 m. Considerando a representação abaixo, calcule o trabalho total realizado sobre essa caixa.

60ο

OBS: o trabalho total sobre um objeto é o trabalho realizado pela força resultante sobre esse objeto.
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Trabalho
Força constante
• Força de atrito cinético: como é uma força dissipativa, o seu trabalho corresponde à variação da energia do sistema (∆E). Com algumas aproximações, a força de atrito pode ser determinada pela variação da energia mecânica de um sistema. Tratando os objetos como partículas pontuais (desprezamos os efeitos termodinâmicos), o trabalho da força de atrito também pode ser calculada pela equação

Wa = − f c d = − µ c Nd
Onde “d” é a distância percorrida.
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Trabalho
Força variável
Se a força variar enquanto atua sobre um objeto, não podemos mais calcular o trabalho dessa força através do produto escalar
F.∆
∆x, já que o módulo da força não permanece o mesmo ao longo do deslocamento.
Contudo, demonstra-se que o trabalho de uma força variável, que depende da posição da partícula, é dado por:

Em uma dimensão.

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Trabalho
Força variável
Lei de Hooke: F(X) = -κx

Onde “κ” (capa) é a constante elástica (N/m) da mola e “x” a posição do objeto.

Demonstra-se que o trabalho realizado por uma mola