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Energia e Trabalho

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Mensagem por Dravo Qui 14 Set 2023, 06:36

O bloco representado na figura a seguir desce a partir do repouso, do ponto A, sobre o caminho que apresenta atrito entre as superfícies de contato. A linha horizontal AB passa pelos pontos A e B.

Energia e Trabalho  Smart-Select-Image-2018-06-28-11-30-10


Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

(01) O bloco certamente atingirá o ponto B. 
(02) A força de atrito realiza trabalho negativo durante todo o percurso e faz diminuir a energia mecânica do sistema.
(04) Tanto a força peso como a força normal realizam trabalho.
(08) A energia potencial gravitacional permanece constante em todo o percurso do bloco.
(16) A energia cinética do bloco não se conserva durante o movimento.
(32) O bloco sempre descerá com velocidade constante, pois está submetido a forças constantes.
(64) A segunda lei de Newton não pode ser aplicada ao movimento deste bloco, pois existem forças dissipativas atuando durante o movimento.

RESPOSTA: 2 + 16 = 18


.


Minha dúvida é: Por que a 64 está errada? 
A segunda lei se Newton não fala somente sobre corpos regidos por forças constantes? 

Se não, me corrijam por favor
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Energia e Trabalho  Empty Re: Energia e Trabalho

Mensagem por Giovana Martins Qui 14 Set 2023, 17:21

Item 01: não é possível afirmar o que foi dito neste item somente com os dados que foram fornecidos tendo em vista que temos um sistema dissipativo.

Item 02: O trabalho da força de atrito é dado por W = Fat x d x cos(θ), sendo θ o ângulo formado entre a força e o deslocamento. Tendo em vista que a força de atrito é sempre contrária à trajetória do corpo, o ângulo entre a força e o deslocamento, em se tratando da força de atrito, será dada por θ = 180° para cada instante da trajetória. Logo:

W = Fat x d x cos(180°) = - Fat x d

Ademais, a força de atrito torna o sistema dissipativo, de tal modo que a energia mecânica não é conservada.

Item 04: O ângulo θ entre a força normal e o deslocamento é tal que θ = 90°, logo, W = N x d x cos(90°) = 0. Portanto, o trabalho da força normal é nulo, isto é, esta força não realiza trabalho.

A força peso, por sua vez, é uma força conservativa, isto é, o trabalho da força peso independe do trajetória seguida pelo corpo. O trabalho da força peso depende tão somente dos pontos de partida e chegada. Logo: W = m x g x (hf - hi). Como hf = hi, logo, o trabalho da força peso é nulo.

Item 08: Não é possível afirmar isso, pois o sistema é dissipativo.

Item 16: Correto, pois o sistema é dissipativo.

Item 32: Não é verdade. No ponto mais baixo da trajetória temos Fc = N - P ou N= Fc + P, porém, para qualquer outro ponto da trajetória ter-se-á Fc = N - Pcos(β) ou N = Fc + Pcos(β) (supondo a trajetória circular). Dado que a força de atrito depende da força normal, como a normal é variável segundo o ângulo β, a força de atrito também o é.

Item 64: Falso. Não há esta vedação. E sim, a segunda lei de Newton é aplicável em casos de forças constantes. Não se aplica também a segunda lei de Newton em casos nos quais a massa é variável. Não adentrarei muito nesta situação, pois envolve alguns conceitos que fogem no nível do ensino médio. De qualquer, se você quiser mais explicações, avise.

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Mensagem por Dravo Sex 15 Set 2023, 08:31

Giovana Martins escreveu:
Item 01: não é possível afirmar o que foi dito neste item somente com os dados que foram fornecidos tendo em vista que temos um sistema dissipativo.

Item 02: O trabalho da força de atrito é dado por W = Fat x d x cos(θ), sendo θ o ângulo formado entre a força e o deslocamento. Tendo em vista que a força de atrito é sempre contrária à trajetória do corpo, o ângulo entre a força e o deslocamento, em se tratando da força de atrito, será dada por θ = 180° para cada instante da trajetória. Logo:

W = Fat x d x cos(180°) = - Fat x d

Ademais, a força de atrito torna o sistema dissipativo, de tal modo que a energia mecânica não é conservada.

Item 04: O ângulo θ entre a força normal e o deslocamento é tal que θ = 90°, logo, W = N x d x cos(90°) = 0. Portanto, o trabalho da força normal é nulo, isto é, esta força não realiza trabalho.

A força peso, por sua vez, é uma força conservativa, isto é, o trabalho da força peso independe do trajetória seguida pelo corpo. O trabalho da força peso depende tão somente dos pontos de partida e chegada. Logo: W = m x g x (hf - hi). Como hf = hi, logo, o trabalho da força peso é nulo.

Item 08: Não é possível afirmar isso, pois o sistema é dissipativo.

Item 16: Correto, pois o sistema é dissipativo.

Item 32: Não é verdade. No ponto mais baixo da trajetória temos Fc = N - P ou N= Fc + P, porém, para qualquer outro ponto da trajetória ter-se-á Fc = N - Pcos(β) ou N = Fc + Pcos(β) (supondo a trajetória circular). Dado que a força de atrito depende da força normal, como a normal é variável segundo o ângulo β, a força de atrito também o é.

Item 64: Falso. Não há esta vedação. E sim, a segunda lei de Newton é aplicável em casos de forças constantes. Não se aplica também a segunda lei de Newton em casos nos quais a massa é variável. Não adentrarei muito nesta situação, pois envolve alguns conceitos que fogem no nível do ensino médio. De qualquer, se você quiser mais explicações, avise.


No caso, já que a segunda lei de newton é aplicável em forças constantes e, consequentemente, é aplicávem essa situação
Então significa que as forças que estão atuando são todas constantes? (Atrito, por exemplo). 

Me perdi um pouco.
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Mensagem por Gabriel Voltolini Sex 15 Set 2023, 11:06

Dravo escreveu:No caso a 64 está errada justamente em afirmar que a lei não é válida, pois ela o é. Como você mesma percebeu o atrito seria constante e a lei é válida para forças constante, logo ela é válida e a 64 afirma justamente o contrário.

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