Trabalho mecânico com forças constante e variável com a posição, professor Rafael, nesta quinta, 17

 

 

Professor Rafael Rodrigues, após ministra uma aula sobre o conceito de trabalho em Física, ele observou o céu do Curimataú Paraibano.

Diferente do conceito no cotidiano, o trabalho em Física é devido a uma força aplicada. Considere uma força constante atuando sobre um corpo de massa M, deslocando de uma distância d, formando um ângulo 𝝰(letra grega alpha), neste caso o trabalho mecânico (𝛕) torna-se:

𝛕=Fd cos(𝝰).

Quando a força variar com a distância, o trabalho será igual a área abaixo da curva F versus d, ou seja,

 𝛕=Área.

Unidade de trabalho no SI: J(Joule). No sistema de medida cgs: erg.

Atenção! Se a massa for medida em grama e a distância em centímetro, a força será medida em dina e o trabalho em erg. Essas unidades de medidas estão relacionadas por 

1J=10⁷erg e 1N=10⁵dina, ou seja,

1erg= 10^-7J   e     1dina = 10^-5N

Na próxima aula estudaremos a força conservativa e a energia Mecânica. A energia mecânica total é a soma de duas parcelas: energia cinética (Ec) e energia potencial (Epg).

Hoje, consideramos também o trabalho para o caso da força variável e neste caso a gente usa o cálculo diferencial e integral.

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Exemplos com força constante: 1) o trabalho realizado pela força peso P para levar um corpo de uma certa altura h até a superfície terrestre: 

𝛕=Ph.

 No entanto, ao puxarmos um corpo em uma superfície horizontal, a força pespo não relaiza trabalho.

No exemplo 1) 𝛕=Fd.

No exemplo 2) 𝛕=Ph=mgh, com m sendo a massa, g=980cm/s^2 e h a altura.

Força variável com a posição. Exemplo: o oscilador massa-mola. Na próxima aula iremos deduzir a equação horária, resolvendo a equação diferencial ordinária (EDO) para esse importante sistema física para a ciência exata e da Natureza. Na aula de hoje, deduzimos o trabalho da força elástica, o qual é exatamente a energia potencial elástica.

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