FÍSICA 2° ANO trabalho e potência correção exercícios

              Uma forma de conseguir energia abundante é fazer o peso realizar trabalho. Numa usina hidrelétrica por exemplo, a água represada desce por dentro de grandes tubulações, e durante esse percurso seu peso realiza trabalho. Esse trabalho é então utilizado para girar as turbinas hidráulicas e acaba sendo convertido em energia elétrica nos geradores.

 Ola meus alunos, assim acompanhem a apostila os desenhos não consegui transferir ok

Exemplo

Um corpo se desloca 2,0 m em linha reta sob a ação de uma força de atrito de intensidade 10 N. Qual foi o trabalho do atrito ? 

Como bem sabemos o trabalho é o produto entre a força o deslocamento e o ângulo formado entre a força e o deslocamento

Não podemos nos esquecer dos valores dos coeficientes dos ângulos

Como vamos usar somente o cosseno podemos usar os seguintes valores(não precisos para o nosso cálculo

30° = 0,8

60° = 0,5

45° = 0,7

então vamos lá

d= 2 m
f = 10 N
cos 0° = 1
Logo T= 2x10x1
T= 20 J

 

1)       No último exemplo dado, qual o valor da força que deveria ser aplicada no bloco de gelo  para realizar o mesmo trabalho de um deslocamento de 4 metros?

Com relação ao problema anterior o qual tínhamos (d= 2m; f= 10 N; cos 0° = 1; T= 20 J) então vamos calcular o valor da nova força.
 20=F.4.1
20 = 4F
F= 20/4
F= 5 N

 

2)       Uma força de 2N age sobre um corpo fornecendo-lhe um trabalho de 5J. Calcule o deslocamento realizado pelo corpo.

F= 2 N

T= 5 J

5=2.D.1

5=2D

D=5/2

D=2,5m

3)  Um corpo é abandonado de uma altura de 20 metros em um local onde g = 10 m/s², e cai sob a ação de seu peso. Sabendo que ao chegar ao solo a força pese realiza um trabalho de 100 J, calcule a massa do corpo.

Para se calcular a massa usamos F=m.g como não temos a força temos que calculá-la primeiro
T=F.D.COS
100=F.20.1
100=20F
F=100/20
F=5 N

Logo
5 = m.10
10m=5
m = 5/10
m = 0,5 kg

4)  Uma esfera cai de uma altura de 5m na superfície de um certo planeta. A massa da esfera é 2 kg e o trabalho realizado pela força peso é 20 J. Calcule a aceleração da gravidade no planeta.

Praticamente a mesma coisa que o outro problema a diferença é que no outro pedia a massa e agora pede a aceleração da gravidade (note que é em outro planeta, por isso não é 10 m/s²)
20=F.5.1
20 = 5F
F= 20/5
F= 4 N

4 = 2.g
g= 4/2
g= 2 m/s²

 

5)  O gráfico ao lado mostra a variação da posição de um móvel em função da força aplicada sobre ele. Determine o trabalho realizado pela força entre 2 e 6 metros

bem! vale lembrar que a reta passa pelo cartesiano 3 N logo a força é 3 N e note que ela é paralela ao deslocamento configurando ângulo de 0°
então temos
1° caso
entre 2 e 6 metros d= 4 m
T= 3.4.1
T= 12 J

2° caso
entre 0 e 8 metros d= 8 m
T= 3.8.1
T=24 J

 

 

 

 

6)  Uma força de 20 N age sobre um corpo fazendo com que ele realize um deslocamento de 3 metros. Determine o trabalho realizado pela força, sabendo que ela forma um ângulo de 60⁰ com a direção do deslocamento.
F= 20 N
D=3 m
COS 60° = 1/2 OU 0,5
T=20.3.0,5
T= 30 J

 

7)  Uma força de 5 N age sobre um móvel fazendo com realize um deslocamento de 4 metros. A força forma com o deslocamento um ângulo de 6 0^O. Calcule o trabalho realizado pela força.

 

F=5N
D= 4 m
COS 60°= 0,5

 

8) Determine o trabalho realizado pela força da figura ao lado em um deslocamento de 10 metros.

 

Na figura temos que a força vale raiz de 2 que é aproximadamente 1,4N
o ângulo é de 45° 0,7 então
T=1,4.0,7.10
T= 9,8 J aproximadamente 10 J

 

 

9)  Na questão anterior, se a força duplicada, qual o deslocamento que o corpo deve realizar para receber o mesmo trabalho?

 Bem para duplicarmos basta multiplicarmos por dois vamos lá?

anterior                                   atual

T= 9,8 J                                   T= 9,8 J

F=1,4N                                    F= 2,8 N

d= 10 m                                   d=?

Cos 45° = 0,7                            Cos 45° = 0,7

T=F.d Cos

9,8 = 2,8 .d.0,7

9,8 = 1,96d

d = 9,8/1,96

d= 5 m

AULA 02

 

10)  Uma força de 10 N realiza um trabalho de 20 J sobre um corpo quando este efetua um deslocamento de 2 metros. Determine o ângulo formado entre a direção da força e a direção do deslocamento .

 F = 10 N

T= 20 J

D= 2 m

COS =?

20= 10.2.COS

20= 20 COS

COS = 20/20

COS= 1

LOGO O ÂNGULO É 0°

11) Uma força de 20 N age sobre um móvel durante certo deslocamento. A força com o deslocamento um ângulo de 60^o e fornece ao móvel nesse deslocamento, um trabalho de 5 J. Qual o deslocamento que o móvel realizou?

F=20N
COS 60°= 0,5
T = 5 J
d=?
5 = 20.D.0,5
5=10 D
D= 5/10
D= 5 m

 

12)  Uma força de 20 (RAIZ DE 3) realiza um trabalho de 300 J sobre um corpo em um deslocamento de 10 metros. Calcule o ângulo formado entre a direção da força e a direção do deslocamento.

 RAIZ DE 3 APROXIMADAMENTE 1,7

F= 34 N

T= 300J

D= 10 m

COS = ?

300=34.10.COS

300=340.COS

COS=300/340

COS= 0,8823529411

COS = 0,8

LOGO O ÂNGULO É 30°

13) Uma força age sobre um móvel durante 10 m, fornecendo-lhe um trabalho de 5 J. O ângulo entre a força e o deslocamento é de 30^o . Calcule o valor da força.

D= 10 m
T= 5 J
COS 30° = 0,8
F=?
5 =F.10.0,8
5=8F
F= 5/8
F= 0,625N

 

 

 

AULA 03

 

POTENCIA

                     Considere uma força que realiza um trabalho num intervalo de tempo t. Supondo que o trabalho seja diretamente proporcional ao intervalo de tempo., a potência da força é igual ao quociente entre o trabalho e o intervalo de tempo.

 

Relação entre a potência e a velocidade

           A potência também pode ser calculada em função da força que realiza trabalho e da velocidade de seu ponto de aplicação.

 

14) Uma força de 10 N age sobre um corpo fazendo com que ele realize um deslocamento de 5 metros em 20 segundos. Determine a potência desenvolvida supondo que a força seja paralela ao deslocamento.

F= 10 N
D= 5 m
t= 20 s
Pot = ?
Note que não temos o trabalho então vamos calcular (come on capetas)
T== 10.5.1
T= 50 J
logo
Pot=T/t
Pot = 50/20
Pot = 2,5 W

 

 

15)  Uma força de 40 N age sobre um corpo em um deslocamento de 5 metros. A força forma com o deslocamento um ângulo de 60^o e o deslocamento é realizado em 5 segundos. Calcule a potência desenvolvida pela força.

mesma coisa do outro só que aqui o ângulo é 60 °

T= 40.5.0,5

T= 100J

Pot=100/5

Pot = 20 W

 

 

16) Uma pessoa levanta um saco de 60 Kg a uma altura de 1,5 metros em 3 segundos. Calcule a potência desenvolvida, supondo g = 10 m/s² .

Note que a pessoa esta levantando um saco paralelamente ao seu corpo logo o ângulo é 0° E A FORÇA NÃO É MECÂNICA E SIM GRAVITACIONAL. logo
F= m.g
F=60.10
F= 600 N
AGORA CALCULAMOS O TRABALHO
T= 600.1,5.1
T= 900 J

E POR FIM A POTÊNCIA
Pot = 900/3
Pot = 300 W

 

17) Uma dona de casa tira um saco de açúcar (5 kg) do chão e coloca, em 4 segundos, num armário a uma altura de 2 m. Qual a potência desenvolvida pela dona de casa?

Igual ao anterior
F=m.g
F=5.10
F= 50N
T= 50.2.1
T= 100 J
Pot = 100/4
Pot = 25 W

 

 

18) A potência desenvolvida pelo motor de um elevador é de 150.000 W e ele leva 10 pessoas do solo até o alto de um edifício de 50 metros em 5 segundos. Determine a massa do elevador sabendo que cada pessoa tem massa de 60 Kg

esta questão é muito legal pois as pessoas se preocupam com as pessoas kkk
vamos lá pense!
quem o motor está erguendo?

Eu sei tio! o elevador e as 10 pessoas.

 



Isso mesmo então calculamos a massa total e depois tiramos as 10 pessoas(600kg) e obtemos a massa do elevador,vamos lá.
F= m.g ( não temos a força)(nem a massa é lógico)( e a aceleração da gravidade é 10ms² lembre-se disto que arredondamos geralmente ela para cálculos físicos)
Então:
T= F.d.cos ( não temos o trabalho) (temos a distância e o ângulo que é zero)
Pot = T/t ( ta ai)
T = pot.t
T= 150 000.5
T= 750 000 J
750 000=F.50.1
750 000 = 50 F
F= 750 000/50
F =15 0000 N

F = m.g
15 000 = m.10
m = 15000/10
m = 1500 kg

logo
massa do elevador = massa que ergue - massa das pessoas
logo
m = 1500-600
m= 900 kg

 

19) Uma força age sobre um móvel que realiza um deslocamento de 20 m. Em 5 segundos. A força é paralela ao deslocamento e a potência que ela desenvolve é igual a 10 W. Calcule o valor da força.

 Pot = T/t

10= T/5

T= 50 J

50=F.20.1

F= 50/20

F= 2,5 N

 

20) Um guindaste suspende uma carga de 200 kg a uma altura de 15 metros em 20 segundos com velocidade constante. Calcule a potência desenvolvida pelo guindaste.

 F= 200.10

F= 2000N

T= 2000.15.1

T = 30000J

Pot = 30 000/20

Pot = 1500 W

21) Uma força de 20 N age sobre um corpo, fazendo com que ele realize um deslocamento de 4 m em 2 segundos. A potência desenvolvida pela força é igual a 20 W. Calcule o ângulo formado entre a força e o deslocamento.

T=20.2
T = 40 J
40=4.20.cos
cos= 40/80
cos= 0,5
logo o ângulo é 60°