Como calcular o trabalho baseado na força aplicada a um objeto a uma distância
Usando física, você pode calcular o trabalho necessário para mover um objeto sobre uma determinada distância. Movimento é necessário para o trabalho a ser feito. Para o trabalho a ser feito, uma força líquido tem de se mover um objecto por meio de um deslocamento. O trabalho é um produto da força e deslocamento.
Aqui está um exemplo: Digamos que você está empurrando uma enorme casa de lingote de ouro, como esta figura mostra. Quanto trabalho você tem que fazer para obtê-lo em casa? Para encontrar trabalho, você precisa saber tanto a força e deslocamento. Em primeiro lugar, descobrir quanta força empurrando o lingote requer.
Suponha-se que o coeficiente de atrito cinético de,
entre o lingote e o terreno é 0.250 e que o lingote tem uma massa de 1.000 quilogramas. Qual é a força que você tem que exercer para manter o lingote se movendo sem acelerar isso? Comece com esta equação para a força de atrito:
Assumindo que a estrada é plana, a magnitude da força normal, FN, é apenas mg (Massa vezes a aceleração da gravidade). Isso significa que
Onde m é a massa do lingote e g é a aceleração devido à gravidade na superfície da Terra. Ligar os números dá-lhe o seguinte:
Você tem que aplicar uma força igual em magnitude à força de atrito (ou seja, 2.450 newtons) para manter o lingote em movimento sem aceleração.
Você sabe a força, de modo a encontrar trabalho, você precisa saber o deslocamento. Dizer que sua casa é de 3 quilômetros, ou 3.000 metros, distância. Para chegar a casa lingote, você tem que fazer isso muito trabalho:
Porque você está empurrando o lingote com uma força que é paralelo ao chão, o ângulo entre F e s é de 0 graus, e cos 0 graus = 1, então ligar os números dá-lhe o seguinte:
Video: Aula 2.7 - Energia - Cálculo do trabalho pelo método gráfico [HD]
Você precisa fazer 7,35 × 106 joules de trabalho para mover sua casa lingote. Quer um pouco de perspectiva? Bem, para levantar 1 kg 1 metro para cima, você tem que fornecer uma força de 9,8 newtons (cerca de 2,2 libras) mais que a distância, que leva 9,8 joules de trabalho. Para chegar a sua casa lingote, você precisa de 750.000 vezes isso. Dito de outra forma, 1 kilocalorie é igual a 4.186 joules. A kilocalorie é comumente chamado de Calorie (capital C) na nutrição, portanto, para mover a casa lingote, você precisa gastar cerca de 1.755 calorias. Hora de sair as barras de energia!