Ano 2023#physics

Sobre o tema

O trabalho da força peso é um conceito fundamental da mecânica clássica, diretamente relacionado à energia potencial gravitacional. Quando um objeto se move verticalmente sob a ação da gravidade, o trabalho realizado pelo peso depende apenas da massa, da aceleração da gravidade e da variação de altura, sendo independente da trajetória. No caso de um balão de ar quente em descida, o trabalho da força peso é positivo, pois a força e o deslocamento têm o mesmo sentido. Esse princípio é essencial para entender balonismo e outras aplicações aeronáuticas, onde o controle da densidade do ar permite variar a força resultante e o movimento vertical.

Tópicos relacionados

  • Trabalho da força peso
  • Energia potencial gravitacional
  • Forças conservativas
  • Balonismo e princípios físicos
  • Cálculo de trabalho em movimento vertical

Enunciado

Leia o texto a seguir para responder a questão.
O balonismo, um esporte aeronáutico com adeptos em todo o
mundo, oferece um belo espetáculo para os observadores no
solo. Um maçarico é usado para aquecer o ar no interior do
balão, o que faz variar a densidade do ar, permitindo o controle
do movimento de subida e descida do balão
A massa total de um balão em um movimento de descida, des-
de a altura inicial h = 80 m até o solo, é m = 2000 kg. Qual é o
trabalho da força peso sobre o balão durante a descida?

Alternativas

  • A)

    2,0 x 104 J.

  • B)

    1,6 x 105 J

  • C)

    2,0 x 105 J

  • D)

    1,6 x 106 J

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Perguntas frequentes

O que é o trabalho da força peso?

O trabalho da força peso é a energia transferida pela força gravitacional quando um corpo se move verticalmente. É calculado por W = mgh, onde m é a massa, g a aceleração da gravidade e h a variação de altura.

Como a densidade do ar afeta o movimento do balão?

Aquecer o ar reduz sua densidade, diminuindo o peso do ar interno e tornando o balão mais leve que o ar externo, gerando empuxo ascendente. Esfriar o ar aumenta a densidade, invertendo o equilíbrio.

Por que o trabalho da força peso independe da trajetória?

A força peso é conservativa, ou seja, o trabalho realizado depende apenas dos pontos inicial e final, não do caminho percorrido. Isso permite o uso da energia potencial gravitacional.

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