Veja aqui vários exercícios resolvidos sobre o trabalho de uma força, importantíssimo tópico da física.
Bom estudo!
Questão 1 (IBFC). Uma força realiza trabalho de 40 J, atuando sobre um corpo na mesma direção e no mesmo sentido do seu deslocamento. Sabendo que o deslocamento é de 10 m, a intensidade da força aplicada é igual a:
A)4 N
B) 8 N
C) 12 N
D) 16 N
E) 20 N
Resolução
Como a força atua sobre um corpo na mesma direção e no mesmo sentido do deslocamento, temos que:
τ = F . d
40 = F . 10
F = 40 / 10
F = 4 N
Resposta: A
Questão 2 (Vunesp). Na figura a seguir, o garoto, distante 3 metros da rocha, aplica nela, por meio de uma corda, uma força horizontal de 10³ N, entretanto não consegue tirá-la do lugar.
O trabalho realizado no exemplo citado é, em joules, igual a
A) 0.
B) 3.
C) 10.
D) 300.
E) 3000.
Resolução
Observe que a questão deseja saber o trabalho realizado por uma força horizontal de 10³ N, exercida por um garoto que está há 3 metros de uma rocha.
A fórmula utilizada no cálculo do trabalho em um movimento retilíneo é:
τ = F.d
Onde:
τ = trabalho
F = força
d = deslocamento
Analisando o enunciado, temos que F = 10³ N e d = 0, considerando que a pedra não se move.
τ = F.d
τ = 10³ . 0
τ = 0 J
Resposta: A
Questão 3 (CESMAC). Numa competição de levantamento de peso, o vencedor (competidor 1) levantou 252 kg desde o chão até uma altura de 2,0 m. O segundo colocado (competidor 2) levantou 250 kg desde o chão até uma altura de 2,0 m. E o terceiro colocado (competidor 3) levantou 248 kg desde o chão até uma altura de 2,1 m.
Considere W1, W2 e W3 como sendo os trabalhos realizados pelos competidores 1, 2 e 3 para levantar os respectivos pesos. Considere também que os deslocamentos dos pesos são verticais para cima e que as forças exercidas pelos competidores têm módulo constante e são paralelas aos deslocamentos dos pesos. Nesse contexto, pode-se afirmar que:
A) W1 > W2 > W3
B) W1 > W3 > W2
C) W2 > W1 > W3
D) W3 > W2 > W1
E) W3 > W1 > W2
Resolução
O trabalho realizado pode ser calculado através da seguinte fórmula:
W = F . d, onde:
W = trabalho
F = força
d = deslocamento
A força, por sua vez, pode ser calculada através da fórmula:
F = m . a, onde:
m = massa
a = aceleração (gravidade)
Assim, calcularemos o trabalho realizado por cada um dos competidores através da seguinte fórmula:
W = m . a . d
W1 = m . a . d = 252 . 10 . 2 = 5040 J
W2 = m . a . d = 250 . 10 . 2 = 5000 J
W3 = m . a . d = 248 . 10 . 2,1 = 5208 J
W3 > W1 > W2
Resposta: E
Questão 4 (Cesgranrio). Um corpo, de massa igual a 20,0 kg, se movimenta no plano horizontal no sentido de oeste para leste, com velocidade igual a 14,4 km/h. Uma força variável passa a agir sobre esse corpo de modo que o trabalho total realizado por ela é 90,0 J, e o corpo se move, agora, de sul para norte.
Desprezando todas as forças dissipativas, qual é o módulo da velocidade final do corpo?
A) 0
B) 3,0
C) 4,0
D) 5,0
E) 8,5
Resolução
A velocidade inicial do corpo foi dada em km/h. Transformando para m/s:
14,4 / 3,6 = 4 m/s.
A energia cinética é a energia associada à velocidade de um corpo, e o trabalho pode ser calculado através da variação da energia cinética.
τ = Ecf – Eci
90 = m.vf²/2 – m.vi²/2
90 = 20.vf²/2 – 20.4²/2
90 = 10.vf² – 160
90 + 160 = 10.vf²
vf² = 25
vf = √25
vf = 5m/s
Resposta: D
Questão 5 (FCC). Num parque de diversões, um menino de massa 40 kg escorrega por um tobogã, partindo do repouso de um ponto à altura de 6,0 m em relação à base do brinquedo, onde o menino chega com velocidade de 8,0 m/s. Adote g = 10 m/s2.
O trabalho realizado pela força de atrito que atua no menino tem módulo, em joules,
A) 1280
B) 1120
C) 2400
D) 1920
E) 640
Resolução
O trabalho total é igual a variação da energia total.
Como temos altura, existe energia cinética e energia potencial gravitacional.
Energia potencial gravitacional:
Epg = m . g . h
Epg = 40 . 10 . 6
Epg = 2400
Energia cinética:
Ec = mv²/2
Ec= 40 . 8²/2
Ec = 1280
Nota-se que houve perda de energia, pois nem toda energia potencial gravitacional foi convertida em energia cinética.
Como o trabalho é igual a variação de energia, temos que:
τ = 2400 – 1280 – 1120 J
Resposta: B
Gostou dos nossos exercícios resolvidos sobre trabalho de uma força?
Deixe o seu comentário.