Quanto trabalho você deve realizar para empurrar um bloco de aço de 10 kg sobre uma mesa também de aço, a uma velocidade constante de 1,0 m/s, durante 3,0 s? b. Qual é a potência fornecida por você ao realizar isso?
Passo 1
Eaee, tranquilinho?
Imagine que você esteja empurrando um bloco de aço de a uma velocidade constante de durante .
Qual é o trabalho que você está desenvolvendo? E qual é a potência fornecida por você??
Bom... para calcularmos o trabalho , precisamos saber que ele é dado por:
Onde é a força aplicada em um deslocamento e é o ângulo com que você está empurrando com relação a horizontal.
Como , então e, portanto:
Por outro lado, a potência é dada pela razão entre o trabalho e o tempo :
Mas antes de prosseguirmos, note o que acontece se substituirmos nessa fórmula da potência:
Note que é a velocidade média constante !!! Assim, podemos dizer que a potência é dada pelo produto entre a força e a velocidade constante :
Agora vamos calcular essa força para descobrirmos o que a questão quer!! 😉
Passo 2
Veja o esquema de forças na figura abaixo.
Pela Segunda Lei de Newton, temos que a força resultante é igual ao produto entre a massa do bloco por sua aceleração :
Mas note que a velocidade do bloco é constante, ou seja, . Assim, podemos dizer que:
onde
Note que não nos foi dado o valor de , porém foi informado que as duas superfícies são de aço. Sendo assim, podemos consultar em uma tabela que . Logo,
Note que o deslocamento é dado por:
Substituindo valores:
Passo 3
Agora, substituindo e na fórmula do trabalho:
E a potência desenvolvida é dada por: