Mecânico

trabalho mecânico realizado por uma força F→F→ , constante, ao deslocar o seu ponto de aplicação entre dois pontos de uma trajetória retilínea, pode ser calculado por uma fórmula que pode cair em questões de física no Enem:

W=|F→|⋅|Δs|⋅cos\alphaW=|F→|⋅|Δs|⋅cosα

Trabalho mecânico (Foto: Reprodução)

W = trabalho realizado pela força para um deslocamento retilíneo ΔsΔs

αα = ângulo formado entre a força e o deslocamento retilíneo ΔsΔs

A unidade de trabalho mecânico no sistema internacional de unidades é o joule.

Aplicação 1 – Um corpo de massa 10 kg desloca-se para a direita sobre um plano horizontal.

Trabalho mecânico (Foto: Reprodução)

Sobre ele é, então, aplicada uma força F→F→, horizontal, constante de módulo igual a 20 N que forma um ângulo de 60º com a direção do deslocamento.

Calcule o trabalho realizado pela força F→F→ para um deslocamento de 3,0 m.

Resposta: Neste caso, o módulo da força vale 20 N, o deslocamento 3,0 m e o ângulo entre o deslocamento e a força que atua sobre o corpo vale 60º.

Sendo assim, W=|F→|⋅|Δs⋅cosα=W=|F→|⋅|Δs⋅cosα= (20 N) x (3,0 m) x (1 \over 21 \over 2) = 30 joules. Observe que a massa do corpo não é significativa na solução do problema.

Aplicação 2 – Um corpo de massa igual 5,0 kg desloca-se para a direita sobre um plano horizontal.

Trabalho mecânico (Foto: Reprodução)

Sobre ele é, então, aplicada uma força F→F→, horizontal, para a direita, constante de módulo igual a 30 N. Calcule o trabalho realizado pela força F→F→ para um deslocamento de 6,0 m.

Resposta: Neste caso, o módulo da força vale 30 N, o deslocamento 6,0 m e o ângulo entre o deslocamento e a força que atua sobre o corpo vale 0º, porque a força e o deslocamento têm a mesma direção e o mesmo sentido.

Sendo assim, W=|F→|⋅|Δs⋅cosα=W=|F→|⋅|Δs⋅cosα= (30 N) x (6,0 m) x (1) = 180 joules.

Aplicação 3 – Um corpo de massa 20 kg desloca-se para a direita sobre um plano horizontal, como mostra a figura abaixo. Sobre ele é, então, aplicada uma força F→F→, horizontal, constante de módulo 100 N.

Trabalho mecânico (Foto: Reprodução)

O módulo da força de atrito entre o corpo e o plano horizontal de apoio vale 80 N e a aceleração da gravidade local 10 m/s^2^2.

(A) Para um deslocamento de 10 m, calcule o trabalho realizado pela força F→F→.

Resposta: Neste caso, o módulo da força F→F→ vale 30 N, o deslocamento 10 m e o ângulo entre o deslocamento e a força F→F→ vale 0º, porque a força e o deslocamento têm mesma direção e mesmo sentido.

Sendo assim, o trabalho da força F→F→ é:

Sendo assim, W=|F→|⋅|Δs⋅cosα=W=|F→|⋅|Δs⋅cosα= (100 N) x (100 m) x (1) = 1.000 joules.

(B)