Na situação da Pergunta 9, determine se o trabalho realizado pela força externa é positivo, negativo ou nulo se a partícula é deslocada (a) de
para
; (b) de
para
; © de
para
. (d) Ordene esses deslocamentos de acordo com o trabalho realizado pela força externa, começando pelo maior.
Passo 1
Beleza! Vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos uma partícula que pode se deslocar entre diferentes pontos: A, B, C e D. Nosso objetivo é descobrir se o trabalho realizado pela força externa durante esses deslocamentos é positivo, negativo ou nulo. Além disso, vamos ordenar esses deslocamentos de acordo com o trabalho realizado, do maior para o menor. Para isso, vamos precisar entender o conceito de trabalho na física e como ele se relaciona com a direção do deslocamento e da força aplicada.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho na física. O trabalho
realizado por uma força
quando um objeto se desloca por um deslocamento
é dado pela fórmula:
Aqui,
é o ângulo entre a força e o deslocamento. Dependendo do valor de
, o trabalho pode ser:
- Positivo: quando
(a força e o deslocamento estão na mesma direção geral). - Negativo: quando
(a força e o deslocamento estão em direções opostas). - Nulo: quando
(a força é perpendicular ao deslocamento).
Vamos aplicar isso aos deslocamentos solicitados.
Passo 3
(a) Deslocamento de A para B
Assumindo que o deslocamento de A para B está na direção da força externa, temos
. Então:
Conclusão: O trabalho é positivo.
Passo 4
(b) Deslocamento de B para C
Suponhamos que o deslocamento de B para C esteja na direção oposta à força externa, ou seja,
. Então:
Conclusão: O trabalho é negativo.
Passo 5
© Deslocamento de B para D
Se o deslocamento de B para D for perpendicular à força externa, temos
. Assim:
Conclusão: O trabalho é nulo.
Passo 6
(d) Ordenação dos deslocamentos pelo trabalho realizado
Agora que já determinamos os sinais dos trabalhos:
-
(positivo) -
(negativo) -
(nulo)
Vamos ordenar do maior para o menor:
-
(positivo) -
(nulo) -
(negativo)
Resposta
(a) Positivo;
(b) Negativo;
© Nulo;
(d) Do maior para o menor trabalho: de A para B, de B para D, de B para C.
(b) Negativo;
© Nulo;
(d) Do maior para o menor trabalho: de A para B, de B para D, de B para C.
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