(UFRN) O conceito de energia é considerado fundamental para a ciência. No entanto, as variações de energia só são percebidas nos processos de transformação desta, durante a realização de um trabalho e/ou a transferência de calor.
Para ilustrar a afirmação acima, considere que um caixote está sendo empurrado, ao longo de uma distância de 9,0 m , sobre o piso horizontal de um armazém, por um operário que realiza uma força horizontal constante de
.
Considere, ainda, que existe uma força de atrito de
, produzida pelo contato entre o piso e o caixote.
A partir dessas informações, calcule:
A) o trabalho realizado pelo operário sobre o caixote;
B) o trabalho que é convertido em energia térmica;
C) a variação da energia cinética do caixote no processo.
Para ilustrar a afirmação acima, considere que um caixote está sendo empurrado, ao longo de uma distância de 9,0 m , sobre o piso horizontal de um armazém, por um operário que realiza uma força horizontal constante de
Considere, ainda, que existe uma força de atrito de
A partir dessas informações, calcule:
A) o trabalho realizado pelo operário sobre o caixote;
B) o trabalho que é convertido em energia térmica;
C) a variação da energia cinética do caixote no processo.
Passo 1
Beleza, então o exercício diz que um operário empurra um caixote no chão de um armazém, empurrando com uma força horizontal de
ao longo de
. Só que o piso “puxa” pra trás uma força de atrito de
.
Matéria: Trabalho de forças e Teorema Trabalho–Energia (variação de energia cinética).
O que a gente precisa saber:
Matéria: Trabalho de forças e Teorema Trabalho–Energia (variação de energia cinética).
O que a gente precisa saber:
- Como calcular o trabalho de uma força constante:
. - Que o atrito faz trabalho negativo, que vai virar calor.
- Que o trabalho líquido muda a energia cinética:
.
Passo 2
Calcular o trabalho do operário.
Aqui a força de está na mesma direção do deslocamento de
, logo o ângulo
e
:
Aqui a força de
Passo 3
Calcular o trabalho convertido em energia térmica (atrito).
O atrito faz trabalho negativo, ou seja, retira energia mecânica e gera calor. O valor (em módulo) é
O atrito faz trabalho negativo, ou seja, retira energia mecânica e gera calor. O valor (em módulo) é
Então
de trabalho do atrito vira energia térmica.
Passo 4
Calcular a variação da energia cinética usando o Teorema Trabalho–Energia:
Como
, temos
Resposta
A)
B)
C)
B)
C)