Trabalho realizado por forças constantes que atuam num ... · Trabalho potente, resistente e nulo...
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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?
4/20/2013 Dulce Campos
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A noção de trabalho
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.
4/20/2013 Dulce Campos
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A noção de trabalho
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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A noção de trabalho
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A noção de trabalho
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A noção de trabalho
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Trabalho potente, resistente
e nulo
Aplicando a definição de
trabalho às várias forças
que atuam
no bloco
4/20/2013 Dulce Campos
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Trabalho potente, resistente
e nulo
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Trabalho potente, resistente
e nulo Exemplos de situações em que não há
realização de trabalho
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Trabalho potente, resistente
e nulo
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Trabalho potente, resistente
e nulo
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Trabalho potente, resistente
e nulo
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Trabalho realizado por mais
do que uma Força
constante
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Trabalho realizado por mais
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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Trabalho realizado por mais
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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Trabalho realizado por mais
do que uma Força
constante
4/20/2013 Dulce Campos
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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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Representação gráfica do
trabalho realizado por uma
força constante TRABALHO REALIZADO POR UMA FORÇA
CONSTANTE
TRABALHO NULO
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Representação gráfica do
trabalho realizado por uma
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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A acção das forças
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.
4/20/2013 Dulce Campos
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A acção das forças
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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A acção das forças
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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A acção das forças
dissipativas - Exemplos
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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A acção das forças
dissipativas - Exemplos
4/20/2013 Dulce Campos
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A acção das forças
dissipativas - Exemplos
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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A acção das forças
dissipativas - Exemplos
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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A acção das forças
dissipativas - Exemplos
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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