FÍSICA 10 1. 2 SUMÁRIO: Relação entre a variação da energia mecânica e o trabalho realizado por forças não conservativas. Resolução de exercícios e problemas.

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3 SUMÁRIO: Relação entre a variação da energia mecânica e o trabalho realizado por forças não conservativas. Resolução de exercícios e problemas para consolidação dos conteúdos lecionados. 3

4 FÍSICA 10 VARIAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA O trabalho efetuado pelas forças não conservativas sobre um sistema é igual à variação da sua energia mecânica. 4

5 FÍSICA 10 Criança num escorrega: a energia cinética com que atinge a base do escorrega não corresponde à energia potencial com que iniciou o movimento; existe dissipação de energia pela atuação das forças de atrito; ocorre aumento da temperatura do escorrega. Exemplos: A ação da força de atrito provoca a dissipação de energia durante a descida do escorrega. 5

6 FÍSICA 10 O trabalho de forças não conservativas, como a resistência do ar e/ou a força de atrito, é sempre negativo. A energia dissipada por ação de forças não conservativas do tipo dissipativas é simétrica do trabalho realizado por essas forças. A energia mecânica diminui e, por isso, estas forças dizem-se dissipativas, pois provocam a dissipação de energia no sistema onde atuam. 6

7 FÍSICA 10 Também existem forças não conservativas cujo efeito é aumentar a energia mecânica do sistema. Por exemplo, a força muscular. Quando uma mala que estava parada é arrastada por ação de uma força muscular, esta faz aumentar a energia cinética da mala. A força muscular é uma força não conservativa capaz de aumentar a energia cinética de um corpo. 7

8 FÍSICA 10 Quando um carro se move com velocidade constante, a força que o motor aplica realiza um trabalho simétrico do trabalho realizado pelas forças resistentes A energia mecânica permanece constante O trabalho total é nulo 8

9 FÍSICA 10 b) a intensidade da força de atrito que atuou na caixa. Uma caixa de massa 400 kg é retirada de um camião através de uma rampa de inclinação 10%. Sabendo que partiu do repouso e chegou ao fim da rampa, de comprimento 6,0 m, com a velocidade de 2,0 m s −1, determine: a) a energia dissipada por ação da força de atrito que atua na caixa. Exercício resolvido 9

10 FÍSICA 10 Proposta de resolução Começar por esquematizar o problema e representar todas as forças que atuam na caixa: Uma inclinação de 10% significa que, quando se desce 10 m em altura, se percorrem 100 m de comprimento na rampa. Como, na realidade, a rampa tem 6,0 m, significa que terá uma altura de 0,60 m. A força de atrito é uma força não conservativa, logo: 10

11 FÍSICA 10 Proposta de resolução 11

12 FÍSICA 10 Um carrinho de bebé que se encontrava em repouso, é empurrado por ação de uma força de 60 N, que faz um ângulo de 30º com a horizontal, ao longo de um percurso de 6,0 m. Sabendo que a massa do conjunto bebé + carrinho é de 20 kg e que no final do percurso o carrinho atingiu uma velocidade de 3,0 m s −1, determine a intensidade da força de atrito que atuou no carrinho. Despreze a ação da resistência do ar. Exercício proposto 12

13 FÍSICA 10 Proposta de resolução 13