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Trabalho da Resultante Tangencial e Centrípeta, Energia Potencial…
Trabalho da Resultante Tangencial e Centrípeta
O trabalho de uma força é
realizado por sua componente tangencial ao
movimento. Essa força possui
duas componentes: a componente tangencial
e a componente centrípeta.
O trabalho realizado pela
força centrípeta é nulo se ela se manter perpendicular.
O trabalho da força resultante é
realizado apenas por sua componente
tangencial.
Energia Potencial Gravitacional
Quando elevamos um corpo de peso até uma
certa altura, o
trabalho realizado pela força levantadora pode
ser obtido através do teorema da energia cinética.
Como são nulas as velocidades inicial e final do corpo, o trabalho total será nulo.
O trabalho realizado pela força
levantadora não depende da trajetória descrita
e seria o mesmo se o corpo fosse erguido em
movimento uniforme.
No levantamento de um corpo, sem que ocorra
variação de sua energia cinética, o trabalho
realizado pelo operador representa a energia que está sendo doada ao corpo. Essa energia,
associada à posição (altura) do corpo no campo
gravitacional uniforme, denomina-se energia
potencial gravitacional. Sua medida é
dada pelo produto do peso do corpo pela altura
em que se posiciona.
Tal energia potencial é relativa a um
nível de referência (nível ondese adota H = 0 e,
portanto, a energia potencial gravitacional é igual a 0
Quanto mais alto o corpo estiver, mais
energia potencial o corpo terá em relação ao
nível de referência adotado. Se o corpo estiver
abaixo do nível adotado, a sua energia potencial será negativa (indicando que o corpo carece de
energia para chegar ao nível de referência).
Quando se tratar de um corpo extenso (um
poste, por exemplo) num campo de gravidade
uniforme, sua energia potencial gravitacional
estará definida pela altura de seu centro de
massa.
Todo corpo homogêneo e com massa
uniformemente distribuída tem seu centro de massa (CM) coincidente com seu centro geométrico (baricentro).
Teorema da Energia Cinética
A função da grandeza trabalho é medir a
quantidade de energia transferida ou
transformada por uma força.
Dessa forma, quando colocamos um corpo em
movimento a partir do repouso, estamos
transferindo a ele, via trabalho executado, uma
certa quantidade de energia. Essa energia
associada à velocidade adquirida pelo corpo é
denominada energia cinética.
Para medirmos a quantidade de energia cinética cedida ao corpo, vamos calcular o trabalho
total realizado pela força resultante , em função da velocidade
adquirida pelo corpo.
No Sistema Internacional (SI), a unidade de
medida das grandezas energia e trabalho é o
joule (J).
O teorema da energia cinética é válido em situações em que a força resultante é variável.
O trabalho da força
resultante corresponde ao trabalho total, ouseja, à soma dos trabalhos de todas as forças
atuantes.
Trabalho de uma Força Tangencial
Quando tal força tangencial apresentar
intensidade variável,ao longo do percurso
linear d, podemos obter seu trabalho através da
área sob o gráfico FT FT x s, que indica a sua
variação com a posição (espaço s) do móvel em
sua trajetória.
Se a força tangencial operar em sentido oposto
ao movimento, esta será indicada no gráfico
com valor algébrico negativo. Dessa forma,
teremos a área sobo gráfico apresentando um
valor algébrico compatível com o seu trabalho,
ou seja, negativo.