(Uepg-pss 1 2019) A máquina a vapor de James Watt substituiu a força humana, do vento e da água, e as fábricas passaram a ser projetadas para a produção em massa de produtos manufaturados - época conhecida como Revolução Industrial. Tal invenção de Watt estimulou o desenvolvimento de várias outras máquinas que realizavam o trabalho de maneira mais eficiente. Sobre o conceito físico de trabalho de uma força, assinale o que for correto.
  1. O trabalho é uma medida da quantidade de energia que uma força transfere a um determinado sistema.
  2. O trabalho realizado por uma força constante aplicada a um corpo é uma grandeza vetorial.
  3. No Sistema Internacional, o trabalho é medido em joule (J).
  4. Toda força, não nula, que age sobre um corpo durante um deslocamento, realiza trabalho, desde que ela não seja perpendicular ao deslocamento.

Passo 1

O enunciado nos pede para analisar quatro afirmações sobre o conceito físico de trabalho de uma força, marcadas pelos códigos 01, 02, 04 e 08, e assinalar as corretas. Para isso, vamos usar a definição de trabalho em mecânica clássica: quando uma força constante \vec F desloca um corpo de forma retilínea por um vetor \vec d, o trabalho é dado pelo produto escalar
W = \vec F \cdot \vec d = F\,d\cos\theta,
onde \theta é o ângulo entre \vec F e \vec d. Além disso, lembramos que trabalho é uma quantidade escalar e, no Sistema Internacional de Unidades, sua unidade é o joule.

Passo 2

Avaliação da afirmação 01: “O trabalho é uma medida da quantidade de energia que uma força transfere a um determinado sistema.”
Pela definição, o trabalho representa justamente a energia transferida por uma força ao deslocar um corpo. Portanto, a afirmação é verdadeira.

Passo 3

Avaliação da afirmação 02: “O trabalho realizado por uma força constante aplicada a um corpo é uma grandeza vetorial.”
Como vimos, W = \vec F\cdot\vec d é um produto escalar, logo o trabalho é uma grandeza escalar, não vetorial. Essa afirmação é falsa.

Passo 4

Avaliação da afirmação 04: “No Sistema Internacional, o trabalho é medido em joule (J).”
No SI, a unidade de energia e trabalho é o joule, abreviado \mathrm J. Portanto, a afirmação é verdadeira.

Passo 5

Avaliação da afirmação 08: “Toda força, não nula, que age sobre um corpo durante um deslocamento, realiza trabalho, desde que ela não seja perpendicular ao deslocamento.”
Se a força não é perpendicular ao deslocamento \theta\neq90^\circ, então \cos\theta\neq0 e o trabalho W=F\,d\cos\theta é diferente de zero. Logo, essa afirmação é verdadeira.

Resposta

13 ( 01+04+08)

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