Discuta se está sendo realizado trabalho por cada um dos seguintes agentes; em caso afirmativo, indique se o trabalho é positivo ou negativo: (a) um frango ciscando o chão (b) uma pessoa estudando © um guindaste levantando uma caçamba de concreto (d) a força gravitacional sobre a caçamba no item © (e) os músculos da perna de uma pessoa ao sentar.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de física juntos! A pergunta quer saber se está sendo realizado trabalho por cada um dos agentes listados e, se sim, se esse trabalho é positivo ou negativo. Vamos usar o conceito de trabalho em física, que é basicamente quando uma força age sobre um objeto e faz ele se mover na direção dessa força. A fórmula para o trabalho é:
Onde:
-
é o trabalho, -
é a força aplicada, -
é a distância, -
é o ângulo entre a força e a direção do movimento.
Passo 2
(a) Um frango ciscando o chão
Vamos pensar no frango ciscando: ele está mexendo suas patas para buscar alimento no chão. A força que as patas aplicam está dirigida para baixo, enquanto o movimento dele é principalmente horizontal, buscando comida.
Usando a fórmula do trabalho, como a força e o deslocamento estão em direções diferentes (
), o cosseno de 90 graus é zero:
Então, não está sendo realizado trabalho aqui.
Passo 3
(b) Uma pessoa estudando
Estudar envolve atividade mental, mas nenhuma força está sendo aplicada sobre um objeto que cause deslocamento. Como não há força fazendo algo se mover, não está sendo realizado trabalho nesse caso.
Passo 4
© Um guindaste levantando uma caçamba de concreto
Aqui, o guindaste aplica uma força para levantar a caçamba contra a força da gravidade. A força está na mesma direção do deslocamento (para cima), então o ângulo
e o cosseno de 0 é 1:
Como a caçamba está sendo levantada, o trabalho é positivo.
Passo 5
(d) A força gravitacional sobre a caçamba no item ©
A força gravitacional age para baixo, enquanto a caçamba está sendo levantada para cima. Então, o ângulo entre a força da gravidade e o deslocamento é
, e o cosseno de 180 graus é -1:
Isso significa que o trabalho realizado pela gravidade é negativo.
Passo 6
(e) Os músculos da perna de uma pessoa ao sentar
Quando você está se sentando, seus músculos trabalham controlando o movimento descendente. A força dos músculos está para cima, enquanto o deslocamento é para baixo, então o ângulo
e o cosseno de 180 graus é -1:
Portanto, os músculos estão realizando um trabalho negativo.
Resposta
(a) Não há trabalho;
(b) Não há trabalho;
© Trabalho positivo;
(d) Trabalho negativo;
(e) Trabalho negativo.
(b) Não há trabalho;
© Trabalho positivo;
(d) Trabalho negativo;
(e) Trabalho negativo.
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e
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)
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