TEORIA SOBRE Trabalho de uma força

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Trabalho de uma força
O trabalho de uma força é a quantidade de energia consumida na execução de uma tarefa. Como se trata da quantidade de energia, a unidade de medida é o joule.
Em Física, a palavra trabalho significa a relação existente entre a força e o deslocamento. Dizemos que existe trabalho quando uma força aplicada em um corpo provoca o deslocamento desse corpo. Assim, quando a força não desloca o corpo, ela não realiza trabalho.
O trabalho é uma grandeza escalar e define-se pelo seu valor e também por sua unidade de medida.
Trabalho Motor
Temos trabalho motor quando a força tem o mesmo sentido do deslocamento. A representação matemática do trabalho é dada por:
T = trabalho;
F = força;
d = deslocamento.
A unidade do trabalho no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o joule, representado pela letra J.
Trabalho Resistente
Temos trabalho motor quando a força tem sentido contrário (oposto) ao deslocamento.
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T = trabalho;
F = força;
d = deslocamento;
cos α = componente de deslocamento (x ou y).
Propriedade
O cálculo do trabalho de uma força é dado pela utilização de um gráfico:
Trabalho da força peso
O trabalho da força peso não depende da trajetória, mas do peso e do desnível entre a posição inicial e final. Ele é positivo quando o ponto material desce, negativo quando esse ponto sobe e neutro quando o deslocamento é horizontal.
Sua representação matemática é dada pela equação:
T = trabalho;
m = massa;
g = aceleração da gravidade;
h = altura.
 
Por Talita A. Anjos
Graduada em Física
Ao empurrar o carro, uma energia é gasta. Essa energia é denominada de trabalho
Exemplos:
1. Imagine a seguinte situação: um operário da construção civil precisa carregar um saco de cimento de 50 kg. Ele levanta esse saco de cimento e se desloca por 20 metros na horizontal. Adote g = 10 m/s². Calcule o trabalho realizado pela força do operário sobre o cimento.
a) 1000 J
b) 2500 J
c) 0 J
d) 10000J
e) 50 J
Resposta:
A resposta é zero. Embora o operário exerça uma força em módulo igual ao peso do saco de cimento, que é de 500 N, essa força é na vertical, enquanto seu deslocamento é na horizontal, ou seja, o ângulo entre a força e o deslocamento é 90°. Quando a força e o deslocamento formam um ângulo igual a 90°, o trabalho realizado por essa força é nulo. Veja: T = F . d . cos θ
θ = 90°, logo cos 90° = 0, então T = 0.
Alternativa c.
2. Um objeto de massa 5 kg é deixado cair de uma determinada altura. Ele chega ao solo com energia cinética igual 2000 J. Determine a altura que o objeto foi abandonado. Despreze o atrito com o ar e considere g = 10 m/s²
Pela conservação da energia mecânica (E) temos:
Einicial = Efinal
No início só temos energia potencial gravitacional, pois o objeto é abandonado do repouso. No final , ao chegar no solo, toda energia potencial gravitacional se converteu em energia cinética. Então:
m .g. h = 2000, logo 5 . 10 . h = 2000
h = 2000/50
h = 40 m
3. (PUC-BA) A força F de módulo 30N atua sobre um objeto formando um ângulo constante de 60o com a direção do deslocamento do objeto. Dados: sen 60o= √3/2, cos 60o=1/2. Se d=10m, o trabalho realizado pela força F, em joules, é igual a:
a) 300
b) 150√3
c) 150
d) 125
e) 100
 T = F . d . cosα
T = 30 . 10 . ½
T = 150 J
Alternativa c
4. Um bloco de massa igual a 7 Kg é levantado a uma altura de 10 m. Calcule o trabalho realizado pela força peso sabendo que a gravidade no local é 10m/s2.
Se o objeto está sendo levantado, o trabalho realizado sobre ele é negativo:
T = - m.g.h
T = - 7 . 10 . 10
T = - 700 J
5. (UESPI) Um bloco de 2 Kg é puxado com velocidade constante por uma distância de 4 m em um piso horizontal por uma corda que exerce uma força de 7 N fazendo um ângulo de 60º acima da horizontal. Sabendo que Cos(60º) = 0,5 e Sen(60º) = 0,86, o trabalho executado pela corda sobre o bloco é de:
a) 14,0 J.
b) 24,0 J.
c) 28,0 J.
d) 48,1 J.
e) 56,0 J.
Aplicando a equação que determina o trabalho de uma força, teremos:
6. Um garoto gasta 75 J de energia para empurrar uma caixa por três metros. Sabendo que a direção de aplicação da força do garoto forma um ângulo de 60° com a direção do deslocamento da caixa, determine o valor da força feita pelo garoto.
a) 50 N
b) 40 N
c) 25 N
d) 30 N
e) 15N
Aplicando a equação que determina o trabalho de uma força, teremos: