Fisica

Experimento 8 - Conservação da Energia Mecânica: Fundamentos Teóricos

OBJETIVOS • Apreender os conceitos de trabalho, energia cinética e potencial • Estudo da Conservação da Energia Mecânica
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Trabalho
Como que você definiria trabalho?
Provavelmente você responderia um esforço mental ou físico realizado por uma pessoa ou uma máquina.
Não está errado, mas vamos ver como ficaria a definição de trabalho em mecânica.
O trabalho é realizado por uma força e precisa ter outras condições para que seja realizado um trabalho.
Exemplo: Quando você está parado carregando qualquer coisa. A força que realizaria trabalho, por exemplo, seria a força peso, mas como não está havendo deslocamento, não há realização de trabalho (fig. 8.1a). Você faz um deslocamento horizontal, carregando alguma coisa. Novamente a força peso não realizaria trabalho porque precisa haver força ou componente da força na direção do deslocamento, o que não acontece com a força peso porque ela atua na vertical (fig. 8.1b). Se você subir uma rampa, a força peso realizaria trabalho porque tem componente na direção do deslocamento.
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Figura 8.1 - Exemplos de trabalho nulo da força peso
Portanto há duas condições para que uma força realize trabalho:
i) Que haja deslocamento ii) Que haja força ou componente da força na direção do deslocamento.
Definição de trabalho em mecânica:
"É o produto da força ou componente da força na direção do deslocamento, pelo deslocamento".
Notação: T (trabalho)
Expressão:
T = F . d
Observe que o trabalho é uma grandeza escalar porque é decorrente do produto escalar de duas grandezas vetoriais F e d.
Quando a força atua na direção do deslocamento o trabalho é simplesmente o produto do módulo da força pelo módulo do deslocamento (fig.8-2):
T = F d
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Figura 8.2 - Realização de um trabalho da força F na direção do deslocamento d
Unidade de trabalho - SI
U (T) = U (F) U (L)
(unidade de trabalho) = unidade de força x unidade de