Para a entrada em um castelo há uma ponte levadiça
horizontal, de 20 m de extensão, sobre um fosso que cerca a
construção. A ponte, uniforme e homogênea, pesa 6,0 x 104 N
e é articulada em mancais do lado do castelo. Duas correntes
fixas no outro lado da ponte são puxadas por soldados para
erguer a ponte. O trabalho mínimo realizado pelos soldados
para erguê-la até ficar num ângulo de 30com a horizontal
vale, em joules
Soluções para a tarefa
τ ≈ 1,0 x 10⁶ J.
Explicação:
Em Física, a palavra trabalho significa a relação existente entre a força e o deslocamento. Dizemos que existe trabalho quando uma força aplicada em um corpo provoca o deslocamento desse corpo. Assim, quando a força não desloca o corpo, ela não realiza trabalho.
O trabalho é uma grandeza escalar e define-se pelo seu valor e também por sua unidade de medida.
Temos trabalho motor quando a força tem o mesmo sentido do deslocamento. A representação matemática do trabalho é dada por:
τ = F.d. cosα.
Onde:
τ = trabalho;
F = força;
d = deslocamento.
cosα = componente de deslocamento (x ou y).
A unidade do trabalho no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o joule, representado pela letra J.
Substituindo os dados da tarefa na equação para o trabalho realizado pelos soldados, teremos:
τ = F.d. cos30°
τ = (6,0 x 10⁴ N )(20 m)(√3/2)
τ = 1 039 230,48 J
τ ≈ 1,0 x 10⁶ J.