Física - 1°Ano - 1°Bimestre

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(Parte 3 de 4)

Para calcularmos a potência usamos as seguintes expressões:

1 watt (W) = 1J 1s

1 CV = 735 W 1HP = 746 W ou

P = Fv

Onde: P = potência

= trabalho ∆t = variação do tempo

F = força v = velocidade

EXERCÍCIOS - Potência

1)A. Calcule a potência que necessita uma máquina para realizar um trabalho de 1200 J em 1 minuto.

2)Calcule a potência de um motor cuja força realiza um trabalho de 600 J em 8 segundos.

3)Calcule a potência de um motor, sabendo que ele é capaz de produzir um trabalho de 180 J em 20 s.

4)Uma máquina a vapor realiza um trabalho de 20000 J em 50 s. Qual é sua potência?

5)Para um automóvel que se desloca em linha reta, com uma velocidade de 108 km/h (30 m/s), a força de resistência do ar tem intensidade de 1000 N. Quantos quilowatts de potência fornecero motor para vencer exclusivamente a resistência do ar?

6)Qual a potência média que um corpo desenvolve quando aplicada a ele uma força horizontal com intensidade igual a 12 N, por um percurso de 30 m, sendo que o tempo gasto para percorrê-lo foi 10 s?

7)Em quanto tempo um motor de potência igual a 1500 W realiza um trabalho de 4500 J?

8)Um motor de potência 50 W aciona um carro durante 30 minutos. Qual é o trabalho desenvolvido pelo motor do carro?

9)Uma máquina eleva um peso de 400 N a uma altura de 5m, em 10 s. Qual a potência da máquina?

10)Um elevador de peso 4000 N sobe com velocidade constante, percorrendo 30 m em 6 s. Calcule a potência da força que movimenta o elevador.

1)Um corpo de massa 2 kg está inicialmente em repouso. Num dado instante passa a atuar sobre ele uma força F = 10 N. Sabendo que ele gasta 5s para percorrer 10 metros, calcule: a) o trabalho da força F; b)sua potência.

12)Se você sobe uma escada muito depressa, acaba se cansando mais do que se tivesse feito o mesmo trabalho calmamente. Isso acontece porque você realiza um trabalho maior ou emprega uma potência maior?

13) Para uma mesma quantidade de tijolos, o trabalho realizado para levantá-los é maior no primeiro caso ou no segundo? E a potência?

Considere a imagem abaixo:

Na figura acima temos um pé chutando uma bola e neste caso, temos a ação de uma força pé-bola, num pequeno intervalo de tempo, fazendo com que a bola seja impulsionada.

Veja este outro exemplo:

Sempre que uma força agir por um pequeno intervalo de tempo sobre um corpo, dizemos que este corpo recebeu um IMPULSO.

Quando empurramos um corpo ou até mesmo o puxamos, fazemos a aplicação de uma força. Observe a gravura que se segue:

Quando um carro enguiça, como é o caso da gravura, realizamos uma força para que possamos colocá-lo novamente em movimento. Essa é a noção intuitiva de impulso.

Impulso é a grandeza física que determina a atuação de forças sobre um corpo, ou seja, essa grandeza mede o esforço necessário para colocar um corpo em movimento.

Para ficar claro o entendimento de impulso considere um corpo sob a ação de uma força constante F, durante o intervalo de tempo ∆t.

Chamamos de IMPULSO da força F, nesse instante de tempo, a grandeza vetorial dada por: I F ∆t

Força constanteForça de intensidade variável e direção constante

O impulso I tem a direção e o sentido da força F.

Diferentemente do termo energia, a expressão quantidade de movimento não possui uso tão freqüente no nosso cotidiano. Entretanto, o conceito de quantidade de movimento tem uma conotação muito intuitiva. Um fato que representa isso é a sua própria origem.

Assim, a idéia da existência de uma grandeza que medisse “quanto movimento” ouniverso possui nasceu de especulações filosóficas. Para os pensadores do século XVII era impossível conceber o universo como algo imperfeito cujos movimentos acabariam algum dia. Desta forma, esta grandeza deveria ser constante, apesar de todas as interações entre os corpos.

A primeira sugestão para a grandeza que medisse “quanto movimento” um corpo possui, foi dada por René Descartes. Mais tarde, Isaac Newton aperfeiçoou a idéia e surgiu o conceito de quantidade de movimento.

Quantidade de Movimento de um corpo é dada pelo produto de sua massa pela sua velocidade:

A quantidade de movimento Q tem a direção e o sentido da velocidade v.

A unidade do módulo da quantidade de movimento no SI é o kg∙m/s.

O impulso da força resultante num intervalo de tempo é igual à variação da quantidade de movimento do corpo no mesmo intervalo:

I ∆Q Qf Qi em que Qf é a quantidade de movimento no instante final e Qi, no instante inicial.

SISTEMA ISOLADO DE FORÇAS EXTERNAS Por sistema isolado de forças externas, entenda:

1)não atuam forças externas, podendo haver forças internas entre os corpos;

2)existem ações externas, mas sua resultante é nula;

3)existem ações externas, mas tão pouco intensas, em relação às ações internas, que podem ser deprezadas.

A quantidade de movimento de um sistema de corpos isolados de forças externas é constante:

Durante um choque ou colisão de dois corpos, as forças de interação entre eles (forças internas) são tão intensas que o sistema pode ser considerado isolado de forças externas.

Qf = quantidade de movimento final Qi = quantidade de movimento inicial

3)Um corpo fica sujeito à ação de uma força F de intensidade 220N durante um intervalo de tempo de 60s. Determine a intensidade do impulso recebido pelo corpo.

4)Um corpo fica sujeito à ação de uma força F de intensidade 19N durante um intervalo de tempo de 400s. Determine a intensidade do impulso recebido pelo corpo.

5)Sobre um corpo de massa 2kg, inicialmente em repouso, atua uma força variável, que encontra-se representada no gráfico abaixo. Calcule o Impulso total recebido por esse corpo, segundo o gráfico:

6)Sobre um corpo de massa 50 kg, inicialmente em repouso, atua uma força variável, que encontra-se representada no gráfico abaixo. Calcule o Impulso total recebido por esse corpo, segundo o gráfico:

EXERCÍCIOS - Impulso e Quantidade de Movimento

(Parte 3 de 4)

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