Enunciado
Física - Alonso e Finn - Mecânica- Ed: 2º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 3
Calcule o trabalho realizado por um homem que arrasta um saco de farinha de 65 kg a uma distância de 10 m sobre o solo com uma força de 25 kgf, erguendo-o depois até a carroceria de um caminhão de 75 cm de altura. Qual é a potência média desenvolvida, se o processo todo foi realizado em 2 min?
Passo 1
Fala galeraa, tudo bem??
Vamos relembrar um pouquinho de trabalho??
O trabalho é uma grandeza física que mede a transferência de energia e é dado pela transferência de força ao longo de um deslocamento. Assim, podemos dizer que o trabalho pode ser dado pelo produto escalar entre o deslocamento e a força realizada. Ou seja:
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Neste caso, iremos calcular o trabalho em duas etapas: a primeira, o trabalho em que o homem realiza para arrastar o saco de farinha. A segunda, o trabalho que ele realiza para erguer o saco até o caminhão. O trabalho total é a soma das duas etapas, certo??
Além disso, devemos lembrar que 1 kgf equivale a 9,8N. Logo, a força peso realizada é de 25*9,8=245N. Na primeira etapa, o deslocamento realizado foi de 10m. Ok, vamos calcular o trabalho nesta primeira etapa:
Passo 2
O segundo trabalho, foi realizado com um levantamento de peso. A partir disso, devemos calcular como sendo a força peso multiplicada pelo deslocamento, que, no caso, é a altura que o homem levantou o saco até alcançar a caçamba do caminhão. Assim, temos:
Passo 3
Agora, vamos somar ambas as etapas calculadas para encontrar o trabalho total exercido pelo homem. Temos:
Passo 4
Certo, encontramos o trabalho total realizado pelo homem ao levar o saco até o caminhão. Mas, o que o exercício pede é a potência desse movimento realizado, ok? Vamos lembrar um pouquinho da potência: ela é a quantidade de energia disponibilizada em um determinado período de tempo. Como sabemos, a energia disponibilizada pelo homem foi de 2.927,75 J, como encontramos no passo 3. O enunciado nos pede a potência média desenvolvida no período de 2 minutos, ou seja, 120 segundos. Assim, teremos:
Assim, concluímos que a potência média desenvolvida foi de aproximadamente 24,4 J.
Resposta
A potência média desenvolvida foi de aproximadamente 24,4 J.