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Universidade Estadual da Paraíba

Centro de Ciências e Tecnologia

Período: 2018.1

Trabalho e potência

Objetivos: Determinar a potencia de uma pessoa ao subir uma escada e ao se deslocar na horizontal em um plano.

Introdução Em física, potência é a grandeza que determina a quantidade de energia concedida por uma fonte a cada unidade de tempo. Em outros termos, potência é a rapidez com a qual certa quantidade de energia é transformada, ou, é a rapidez com que o trabalho é realizado. Potência também pode ser entendida como sendo a força multiplicada pela velocidade. Potência é dada por: P = W / T, onde W é o trabalho realizado, T é o tempo com que se executa o trabalho. A unidade de potência é dada pelo SI como W (Watt). O termo trabalho na física é utilizado quando falamos no trabalho realizado por uma força, ou seja, o trabalho mecânico. Uma força aplicada em um corpo realiza um trabalho quando produz um deslocamento no corpo. A unidade de trabalho no SI é o J (Joule). O trabalho pode ser expresso por T = F.d, onde T é o trabalho, F é a força aplicada em determinado corpo, e d é o deslocamento desse corpo. Quando uma força tem o mesmo sentido do deslocamento, o trabalho realizado é positivo, quando tem o sentido contrário, o trabalho é negativo. O trabalho resultante é obtido através da soma dos trabalhos de cada força aplicada no corpo ou pelo cálculo da força resultante no corpo.

Descrição Experimental Para o experimento utilizamos os seguintes materiais: Trena; Cronômetro (relógio, celular, etc); 2 voluntários (que saibam suas massas de antemão). Tendo todos os materiais anteriormente citados, devemos seguir os seguintes passos: 1- Escolher uma escada aleatória para o experimento (tendo em vista que futuras medidas serão tiradas, não deve-se extrapolar no tamanho da escada escolhida); 2- Medir a altura (d) da escada utilizando a trena; 3- Um dos voluntários deve subir a escada enquanto o tempo é cronometrado (fazer isso 3 vezes); 4- O mesmo voluntário deve andar a mesma distância que foi obtida na medição da escada, porém agora em linha reta (fazer 3 vezes); 5- Calcular a média dos tempos em ambos os percursos para que seja utilizado no calculo do potencial médio; 6- Com a massa do voluntário, distância medida e a gravidade local, calcular o trabalho realizado que também será utilizado no cálculo do potencial médio; 7- Com os valores obtidos, calcular o potencial médio para o percurso em linha reta e na escada separadamente; 8- Fazer todos os processos novamente, porém com um voluntário diferente e obter os dois novos potenciais médios.

Resultados das medidas e cálculos Determinando a potencia de uma pessoa ao subir uma escada e ao se deslocar na horizontal em um plano. P=

W mgd ,W =m . g . d =¿ P= ∆t ∆t

Onde: P é a potencia, m é a massa do corpo, g é a aceleração da gravidade, d é o deslocamento do corpo e ∆ t é o tempo. O deslocamento realizado por ambos os voluntários foi de 1 metro. Tempo (s) ∆ t1 ∆ t2 ∆ t3 Média

Na escada 3,01 3,42 3,18 3,20

No plano 1,49 2,32 1,53 1,76

Tabela 1: tempo dos deslocamentos realizados pela primeira voluntária (Renata).

A massa da primeira voluntária: 61 Kg. Tempo (s) ∆ t1 ∆ t2 ∆ t3 Média

Na escada 4,25 4,00 3,83 4,03

No plano 1,72 1,46 1,34 1,51

Tabela 2: tempo dos deslocamentos realizados pelo segundo voluntário (Daniel).

A massa do segundo voluntário: 55 Kg. Potência Renata: Escada: P=

Plano:

P=

61.9,8 .1 Kg .m2 =186,8 3,20 s3

61.9,8 .1 =340 Kg .m 1,76 s3

2

Daniel: Escada: P=

Plano:

P=

55.9,8.1 =133,8 Kg. m 4,03 s3

55.9,8.1 Kg .m 2 =357 1,51 s3

2

Conclusão Feito as duas trajetórias no plano e na escada, chegamos à conclusão de que o tempo é de suma importância neste caso, pois ocorreu uma diferença significativa do mesmo durante o deslocamento de 1 metro entre a escada e o plano, que foi executados 3 vezes (em cada situação) por ambos os voluntários. Uma pessoa com sobrepeso vai levar um tempo a mais para realizar o deslocamento, e, se considerarmos a movimentação do local do experimento poderíamos ter um aumento no tempo de trajetória, porém o deslocamento seria igual, pois o destino foi o mesmo. Definimos potência média relacionando o Trabalho com o tempo gasto para realizá-lo, e, foi esse o objetivo que viemos a concluir depois de toda a coleta de dados.

Referências:

pt.m.wikipedia.org/wiki/pot%25c3%25AAncia&hl=pt-BR www.sofisica.com.br/conteudos/mecanica/dinamica/trabalho.php&hl=ptBR Obs: os links não funcionaram para mim e não tenho contato com o colega!...