Trabalho de uma Força Constante

Trabalho de uma força constante

Vamos imaginar um bloco com velocidade inicial v 0 apoiado num plano horizontal sem atrito, conforme mostra a figura e que receba a ação de uma força F, constante, que o faz movimentar-se por uma distância d.

Ao final da distância d o bloco terá adquirido uma velocidade v que já sabemos calcular empregando a segunda Lei de Newton para encontrar a aceleração e aplicando-a na equação de Torricelli. Denominamos Trabalho da Força à energia que foi agregada ao bloco, uma grandeza definida por:  

Fd cos 

Note-se que o trabalho é dado pela componente da força que atua na direção do movimento. A componente vertical apenas alivia a pressão sobre o plano e não interfere no movimento. Como força é grandeza vetorial o trabalho também é. é. A energia cinética do bloco, grandeza escalar, escalar, portanto sofreu uma variação que é dada por:  E cin 

mv 2 2



mv 0 2

2

Essa variação, em módulo, módulo, corresponde ao trabalho da força F:   E cin

Fd cos 



mv 2 2



mv 0 2

2

Trabalho correspo nde a uma variação da energia de um corpo.

No Sistema Internacional Trabalho e Energia têm a mesma unidade que é o N.m ou Joule (J).

O Trabalho e a Energia Poten cial

Como dissemos antes, o trabalho corresponderá à uma variação da energia de um corpo, mais precisamente, da sua Energia Mecânica. EM



Ecin



Epot

Vejamos agora a queda livre de um corpo sob esse mesmo aspecto: Um corpo cai em queda livre sob a ação de seu peso, no vácuo, desde uma altura h 0, onde possui velocidade v 0, até a altura h, onde sua velocidade é v. Dizemos que à altura h 0 o corpo possui uma energia potencial. O próprio nome sugere que se trata de uma “energia armazenada” que pode se realizar em outra forma de energia como a de movimento. A energia potencial em h será menor que em h 0, pois a energia mecânica do sistema deve se conservar, assim: EM



Ecin(h0 )



Epot(h0 )



Ecin(h)



Epot(h)

O que nos permite perceber que as variações das energias cinética e potencial devem ter o mesmo valor absoluto. Decresce a potencial, cresce a cinética. Essas variações são fruto do trabalho do peso do corpo.. Assim: corpo P(h  h0 ) P h



 E cin  Epot

mgh

Se ao contrário, desejássemos elevar o corpo de h até h 0 teríamos de empregar uma força vertical para cima capaz de realizar o mesmo trabalho em módulo.