Como é chamada a grandeza que mede a rapidez com o trabalho de uma força é realizado?

TRABALHO DE UMA FORÇA CONSTANTE

A figura ilustra um corpo que sofre ação de uma força de módulo constante igual a  e se desloca através da reta r, que forma um ângulo θ com o vetor da força.

O trabalho realizado pela força em um deslocamento igual a d sobre a reta r é dado por:

A unidade do SI para o trabalho é o joule (J).

TRABALHO DE UMA FORÇA VARIÁVEL

Se ao longo do trajeto a força aplicada sobre o corpo variar, podemos encontrar o trabalho realizado por ela através da área do gráfico F x d.

TRABALHO MOTOR E RESISTENTE

Caso o ângulo θ seja 0° ≤ θ < 90°, temos cos θ > 0. Logo, o trabalho é positivo e chamado de trabalho motor.

No trabalho motor, a força favorece o deslocamento.

Se 90° < θ ≤ 180°, temos cos θ < 0, assim, o trabalho é negativo e chamado de trabalho resistente. No trabalho resistente, a força é contra o movimento.

CASOS PARTICULARES

F e d têm direções perpendiculares entre si.

TRABALHO REALIZADO PELA FORÇA ELÁSTICA

Vimos no estudo de dinâmica que, quando causamos uma deformação em uma mola, aparece uma força contrária chamada de força elástica, que é proporcional à deformação. Como se trata de força variável, não podemos usar a fórmula do cálculo do trabalho e sim usar a propriedade gráfica.

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O gráfico consiste em uma reta. Utilizando a fórmula da área do triângulo, teremos:

(+): quando a mola estiver voltando para sua posição natural.

(–): quando a mola estiver se afastando da sua posição natural.

TRABALHO DE UMA FORÇA CONSERVATIVA

As forças elástica, peso e elétrica, são forças ditas conservativas. Entre outras características possuem uma energia potencial associada e dependem da distância. Além disso, o trabalho realizado por uma força conservativa não depende do caminho percorrido, portanto:

O trabalho realizado pela força peso da bolinha de massa m, no deslocamento de A para B, terá mesmo valor ao longo do trajeto I e do trajeto II.

POTÊNCIA MÉDIA

A potência é uma grandeza que relaciona o trabalho com o tempo. A potência média pode ser calculada pela razão entre o trabalho executado e a variação do tempo.

Se desenvolvermos a fórmula do trabalho, teremos:

Como a velocidade média é a razão entre o deslocamento e o tempo:

A fórmula da potência pode ser expressa por:

A unidade de potência, no SI, é o watt (W).

Existem outras unidades conhecidas do cotidiano, como cavalo-vapor (cv) e horse-power (HP).

É comum também o trabalho ou energia ser representado na unidade quilowatt-hora (kWh), que corresponde à potência aplicada de 1 kW durante 1 h.

Para uma potência variável, temos:

COMO TRABALHO DE MOTORES PODE CAIR NO ENEM?

O funcionamento de motores à combustão é um tema que está diretamente relacionado às Leis da termodinâmica, buscando transformar o calor em trabalho útil. Porém, esta transformação tem suas limitações. Quanto mais eficiente for o motor, maior será a quantidade de calor convertida em trabalho.

Exemplo

Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização do trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma.

(CARVALHO, A. X. Z. A Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 [adaptado].)

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de a:

a) liberação de calor dentro do motor ser impossível;

b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável;

c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível;

d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível;

e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

Gabarito: C

Como é chamada a grandeza que mede a rapidez com o trabalho de uma força realizada?

Como é chamado a grandeza que mede a rapidez?

Qual é a grandeza física que mede a rapidez com que determinado trabalho é realizado a energia B força C potência d pressão?

Qual é a grandeza física responsável pela realização do trabalho?