Sobre uma mesa horizontal o Professor Physicson espalhou cinco blocos identicos de madeira com massa de 500g e espessura de 10cm cada. A partir daí, ele solicitou de uma aluna que empilhasse sobre a mesa todos os blocos, um após o outro. Ao término da tarefa, desprezando-se os atritos existentes e que inicialmente não havia nenhuma superposição entre os blocos, perguntou à turma qual foi o trabalho, em Joules, realizado pela aluna. Acertadamente, eles responderam: (adote g = 10m/s^2).
Soluções para a tarefa
Trabalho é uma grandeza física relacionada a transferência de energia devido a atuação de uma força. Realizamos um trabalho quando aplicamos uma força em um corpo e este sofre um deslocamento.
Apesar da força e do deslocamento serem duas grandezas vetoriais, o trabalho é uma grandeza escalar, ou seja, fica totalmente definida com um valor numérico e uma unidade.
Ao empilhar os blocos a aluna está fornecendo ao sistema energia potencial aos blocos, pois o bloco sai de um estado de origem e ganha energia potencial com a nova altura.
O trabalho será igual o da força peso deslocando esse bloco a altura necessária.
Como temos 5 blocos:
- O primeiro bloco não ganhará energia potencial.
- O segundo bloco será movimentado em 10 cm de altura
- O terceiro bloco será movimentado em 20 cm de altura
- O quarto bloco será movimentado em 30 cm de altura
- O quinto bloco será movimentado em 40 cm de altura
Portanto o trabalho será igual á:
Ep = m.g.h
T = Ep2 + Ep3 + Ep4 + Ep5
T = m.g .(h2 + h3 + h4 + h5)
T = 0,5 . 10 . (0,1 + 0,2 + 0,3 + 0,4)
T = 5 [J]