Exercícios e exemplos sobre trabalho e converção de energia.

 

Exercício 1 (Introdutório - Força na direção do movimento)

Um operário aplica uma força constante de 35 N paralelamente ao solo para empurrar uma caixa sobre uma superfície Plana e sem atrito. A caixa se desloca por uma distância horizontal de 8 metros na mesma direção e sentido da força aplicada.

• Calcule o trabalho realizado pela força do operário durante esse deslocamento.

Exercício 2 (Aplicação direta com mudança de sentido)

Um bloco de massa 5 kg desliza sobre uma mesa horizontal. Para frear o bloco, uma pessoa aplica uma força horizontal de intensidade 15 N em sentido oposto ao movimento. O bloco percorre uma distância de 3 metros até parar.

• Determine o trabalho realizado pela força aplicada pela pessoa e classifique esse trabalho como motor ou resistente.

Exercício 3 (Força horizontal x Peso e Normal)

Um carrinho de supermercado de 12 kg é empurrado ao longo de um corredor horizontal reto de 15 metros de comprimento. Para mantê-lo em movimento reto e uniforme, é exercida uma força horizontal constante de 25 N. Adote g = 10 m/s^2.

• a) Determine o trabalho realizado pela força horizontal exercida sobre o carrinho.

• b) Qual é o trabalho realizado pela força peso e pela força normal durante todo o trajeto horizontal? Justifique sua resposta.

Exercício 4 (Força inclinada com componente horizontal)

Um estudante puxa uma mala através de uma alça retilínea fazendo um ângulo de 60° com a horizontal. A força exercida na alça tem intensidade constante de 50 N. Sabendo que a mala se desloca por uma distância horizontal de 10 metros e que cos(60) = 0,5:

• a) Calcule o trabalho realizado pela força aplicada pelo estudante ao longo do deslocamento horizontal.

• b) Qual componente da força (F_x ou F_y) realiza efetivamente trabalho no movimento da mala?

Exercício 5 (Trabalho Resultante e Teorema da Energia Cinética)

Um corpo de massa 2 kg, inicialmente em repouso sobre um piso horizontal perfeitamente liso, é submetido a duas forças horizontais opostas: F_1 = 30 N para a direita e F_2 = 10 N para a esquerda. O corpo se desloca por uma distância de 6 metros na direção da força resultante.

• a) Calcule o trabalho individual realizado por F_1 e por F_2.

• b) Determine o trabalho total (resultante) realizado sobre o corpo.

• c) Utilizando a relação entre trabalho e energia, determine a velocidade final do corpo ao fim dos 6 metros.

Trabalho de Fisica para 3 ano EEB Monsenhor Bernardo Peter - 13 de Maio - SC

 

Resumo de Fórmulas e Tabela de Equipamentos: Dimensionamento Elétrico Residencial

O dimensionamento elétrico residencial é uma aplicação prática fundamental da Física que une conceitos de eletrodinâmica, segurança do trabalho e eficiência energética. Abaixo estão reunidas as principais fórmulas, definições e a tabela de referência de consumo dos aparelhos domésticos.

1. Grandezas e Fórmulas Fundamentais

A. Primeira Lei de Ohm

A Lei de Ohm relaciona a tensão elétrica aplicada a um condutor com a corrente que o percorre e sua resistência:

PDF

U=R×I

• U ou V: Tensão elétrica ou Diferença de Potencial (Medida em Volts - V).
  

• R: Resistência elétrica (Medida em Ohms - Ω\Omega Ω).

• I: Intensidade da corrente elétrica (Medida em Ampères - A).
  

B. Potência Elétrica

A potência elétrica indica a taxa de trabalho ou a energia consumida por um aparelho por unidade de tempo:

P=U×I

• P: Potência elétrica (Medida em Watts - W).
  

• U: Tensão da rede (Medida em Volts - V).
  

• I: Corrente elétrica (Medida em Ampères - A).
  

C. Cálculo da Corrente em Função da Potência

Isolando a corrente (I) da fórmula da potência, determinamos a corrente exigida por um equipamento conectado a uma rede de tensão fixa (V):

I=P / U

• Aparelhos e suas respectivas faixas de consumo.

Aparelho Elétrico	Cômodo Recomendado	Potência Média (P)	Corrente Aproximada em 220 V (I=P/220V)
Lâmpada LED (Unidade)	Todos os cômodos	15W	A
Televisor LED	Sala / Quartos	100 W	A
Computador / Notebook	Quartos / Sala	150 W	A
Geladeira Residencial	Cozinha	300 W	A
Forno Micro-ondas	Cozinha	1.200 W	A
Aparelho de Ar-Condicionado	Quartos / Sala	1.100 W	A
Máquina de Lavar Roupas	Garagem / Área de Serviço	600 W	A
Ferro de Passar Roupas	Quarto / Área de Serviço	1.000 W	A
Chuveiro Elétrico (Potência Média)	Banheiro	4.400 W	A
Tomada de Uso Geral (TUG)	Diversos (Carregadores, ventiladores)	100 W	A

3. Critérios de Dimensionamento e Proteção

A. Seleção de Disjuntores Comerciais

O disjuntor é o dispositivo de proteção contra sobrecargas e curtos-circuitos. Na escolha do disjuntor para um cômodo, a regra prática é:

• A corrente nominal do disjuntor deve ser imediatamente superior à corrente total calculada para o circuito daquele ambiente.

• Valores comerciais comuns: 10 A, 15 A, 20 A, 25 A, 30 A, 40 A e 50 A.
  

B. O Efeito Joule e a Segurança Elétrica

• O que é: Quando a corrente elétrica passa por um condutor, parte da energia elétrica é convertida em calor devido à resistência do material.

• Por que o disjuntor é essencial? Se houver excesso de equipamentos ligados simultaneamente (sobrecarga), a corrente ultrapassa o limite suportado pelos fios, gerando calor excessivo por Efeito Joule, o que pode derreter a isolação e provocar incêndios. O disjuntor atua interrompendo o circuito automaticamente ao detectar correntes acima do especificado.