Estudar a definição de Trabalho Motor e suas implicações

Experiência: Carrinho de Pilha Realiza Trabalho?

Objetivo: 

Estudar a definição de Trabalho Motor e suas implicações.

Material utilizado:

• Carrinho de pilha;       Barbante
• Trena;                           Cronometro digital.

Introdução

        Associamos a palavra trabalho à idéia do trabalho realizado pelas pessoas.  E, principalmente, associamos a palavra trabalho à idéia de emprego e salário.  No entanto, em física, a palavra trabalho tem um único significado: expressa  a relação de uma força com o deslocamento do corpo  sobre o qual essa força atua.   O trabalho é o produto do valor da força aplicada sobre um corpo pelo deslocamento que esse corpo sofre na direção da força.

Trabalho de uma força constante

        Considere um operário deslocando um caixote de uma distância(d) sob a ação de uma força(F), constante, paralela e no mesmo sentido do deslocamento.  O trabalho da força é dado pela fórmula:

W = F.d  [pic 1]

   F ⇒ força (N = newton)

  d ⇒ deslocamento (m = metro)

  W ⇒ trabalho da força ( J=joule )

Como a grandeza trabalho é um escalar com dimensão de energia, temos que na sua forma geral o trabalho é definido como sendo o produto do vetor força pelo vetor deslocamento.

[pic 2]

Unidade de trabalho - SI

U (W) = U (F) U (L)
(unidade de trabalho) = unidade de força x unidade de comprimento

No Sistema Internacional a unidade de força (U (F)) é 1 newton (1 N) e a do comprimento (U(L)) 1 metro (1 m), portanto:

U (W) = 1 newton x 1m = 1 joule (1 J)

Exemplo:

1 – Pegue seu carrinho e o seu dinamômetro. Em seguida prenda o carrinho no seu dinamômetro e ligue-o. Meça a deformação da mola e calcule a força aplicada pelo motor do carrinho. Deixe o carrinho andar 1m e peça para eles calcularem o trabalho realizado pelo motor do carrinho para fazê-lo percorrer esses 1m.

[pic 3]

Fig.7.3 – Medindo a força que um carrinho de pilha exerce sobre uma mola.

2 – Levante o carrinho e deixe sua roda girar livremente. O trabalho realizado sobre a rodinha é zero? Por quê?

Contra-exemplo

1 – Encoste o carrinho na parede e deixo ligado por uns 5s. Peça para eles calcularem o trabalho realizado sobre o carrinho.

2 - Levante o carrinho e trave a sua roda. O trabalho realizado sobre a rodinha é zero? Por quê?

Questão – Quando eu empurro uma parede imóvel o que acontece com a energia que eu gastei (fiquei suado)?