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FÍSICA 10 SUMÁRIO: Relação entre a variação da energia mecânica e o trabalho realizado por forças não conservativas. Resolução de exercícios e problemas para consolidação dos conteúdos lecionados. 3

FÍSICA 10 VARIAÇÃO DA ENERGIA MEC NICA O trabalho efetuado pelas forças não conservativas sobre um sistema é igual à variação da sua energia mecânica. 4

FÍSICA 10 Exemplos: Criança num escorrega: • a energia cinética com que atinge a base do escorrega não corresponde à energia potencial com que iniciou o movimento; • existe dissipação de energia pela atuação das forças de atrito; • ocorre aumento da temperatura do escorrega. A ação da força de atrito provoca a dissipação de energia durante a descida do escorrega. 5

FÍSICA 10 O trabalho de forças não conservativas, como a resistência do ar e/ou a força de atrito, é sempre negativo. A energia mecânica diminui e, por isso, estas forças dizem-se dissipativas, pois provocam a dissipação de energia no sistema onde atuam. A energia dissipada por ação de forças não conservativas do tipo dissipativas é simétrica do trabalho realizado por essas forças. 6

FÍSICA 10 Também existem forças não conservativas cujo efeito é aumentar a energia mecânica do sistema. Por exemplo, a força muscular. Quando uma mala que estava parada é arrastada por ação de uma força muscular, esta faz aumentar a energia cinética da mala. A força muscular é uma força não conservativa capaz de aumentar a energia cinética de um corpo. 7

FÍSICA 10 Quando um carro se move com velocidade constante, a força que o motor aplica realiza um trabalho simétrico do trabalho realizado pelas forças resistentes O trabalho total é nulo A energia mecânica permanece constante 8

FÍSICA 10 Exercício resolvido Uma caixa de massa 400 kg é retirada de um camião através de uma rampa de inclinação 10%. Sabendo que partiu do repouso e chegou ao fim da rampa, de comprimento 6, 0 m, com a velocidade de 2, 0 m s− 1, determine: a) a energia dissipada por ação da força de atrito que atua na caixa. b) a intensidade da força de atrito que atuou na caixa. 9

FÍSICA 10 Proposta de resolução Começar por esquematizar o problema e representar todas as forças que atuam na caixa: Uma inclinação de 10% significa que, quando se desce 10 m em altura, se percorrem 100 m de comprimento na rampa. Como, na realidade, a rampa tem 6, 0 m, significa que terá uma altura de 0, 60 m. A força de atrito é uma força não conservativa, logo: 10

FÍSICA 10 Proposta de resolução 11

FÍSICA 10 Exercício proposto Um carrinho de bebé que se encontrava em repouso, é empurrado por ação de uma força de 60 N, que faz um ângulo de 30º com a horizontal, ao longo de um percurso de 6, 0 m. Sabendo que a massa do conjunto bebé + carrinho é de 20 kg e que no final do percurso o carrinho atingiu uma velocidade de 3, 0 m s− 1, determine a intensidade da força de atrito que atuou no carrinho. Despreze a ação da resistência do ar. 12

FÍSICA 10 Proposta de resolução 13